Summary
यह लेख व्यक्तियों के निचले अंग बायोमैकेनिक्स को मापने के लिए उपलब्ध नवीनतम प्रौद्योगिकियों में से दो पर एक व्यापक प्रयोगात्मक पद्धति का परिचय देता है।
Abstract
जैव यांत्रिक विश्लेषण तकनीक मानव आंदोलन के अध्ययन में उपयोगी हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रणालियों का उपयोग करस्वस्थ प्रतिभागियों में निचले अंग जैव यांत्रिक मूल्यांकन के लिए एक तकनीक शुरू करना था। चाल विश्लेषण और मांसपेशियों की ताकत परीक्षण प्रणाली के लिए अलग प्रोटोकॉल शुरू किए गए थे। चाल मूल्यांकन के लिए अधिकतम सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, मार्कर प्लेसमेंट और स्व-पुस्तक ट्रेडमिल अनुकूलन समय पर ध्यान दिया जाना चाहिए। इसी तरह, प्रतिभागी पोजिशनिंग, एक अभ्यास परीक्षण, और मौखिक प्रोत्साहन मांसपेशियों की ताकत परीक्षण में तीन महत्वपूर्ण चरण हैं। वर्तमान सबूत से पता चलता है कि इस लेख में उल्लिखित पद्धति कम अंग बायोमैकेनिक्स के आकलन के लिए प्रभावी हो सकती है।
Introduction
जैव यांत्रिकी के अनुशासन में मुख्य रूप से तनाव, तनाव, भार और जैविक प्रणालियों की गति का अध्ययन शामिल है - ठोस और तरल पदार्थ समान रूप से। इसमें शरीर की संरचना, आकार, आकार और आंदोलन पर यांत्रिक प्रभावों का मॉडलिंग भी शामिल है1। कई वर्षों के लिए, इस क्षेत्र में विकास सामान्य और रोगात्मक चाल, न्यूरोमस्कुलर नियंत्रण के यांत्रिकी, और विकास और फार्म2के यांत्रिकी के बारे में हमारी समझ में सुधार हुआ है ।
इस लेख का मुख्य उद्देश्य व्यक्तियों के निचले अंग बायोमैकेनिक्स को मापने के लिए उपलब्ध नवीनतम प्रौद्योगिकियों में से दो पर एक व्यापक कार्यप्रणाली पेश करना है। चाल विश्लेषण प्रणाली एक संवर्धित वास्तविकता वातावरण के संयोजन में एक आत्म-पुस्तक (एसपी) ट्रेडमिल का उपयोग करके चाल बायोमैकेनिक्स को मापता है और मात्रा निर्धारित करती है, जो ट्रेडमिल की गति को विनियमित करने के लिए एसपी एल्गोरिदम को एकीकृत करती है, जैसा कि स्लूट एट एएल3द्वारा वर्णित है। मांसपेशियों की ताकत परीक्षण उपकरण का उपयोग मूल्यांकन और ऊपरी छोर पुनर्वास4के लिए उपचार उपकरण के रूप में किया जाता है । यह डिवाइस आइसोमेट्रिक और आइसोटोनिक मोड में आंदोलन या नौकरी सिमुलेशन कार्यों के विभिन्न प्रकार के शारीरिक पैटर्न का निष्पक्ष रूप से आकलन कर सकता है। यह वर्तमान में ऊपरी अंग शक्ति माप5 के लिए सोने के मानक के रूप में मांयता प्राप्त है, लेकिन विशेष रूप से निचले अंग से संबंधित सबूत अस्पष्ट रहता है । यह पत्र निचले छोर के लिए चाल और आइसोमेट्रिक ताकत का आकलन पूरा करने के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल बताता है।
बायोमैकेनिकल विश्लेषण के भीतर, मांसपेशियों के प्रदर्शन के विशिष्ट परीक्षणों के साथ कार्यात्मक प्रदर्शन (जैसे चाल विश्लेषण) के आकलन को जोड़ना उपयोगी है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह माना जा सकता है कि मांसपेशियों की बढ़ी हुई ताकत कार्यात्मक प्रदर्शन में सुधार करती है, यह हमेशास्पष्ट6 नहीं हो सकता है। इन दृष्टिकोणों का आकलन करने के लिए पुनर्वास प्रोटोकॉल और अनुसंधान रणनीतियों के बेहतर भविष्य के डिजाइन के लिए यह समझ आवश्यक है ।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
रिपोर्ट की गई विधि का पालन एक अध्ययन में किया गया था जिसे बोर्नमाउथ विश्वविद्यालय अनुसंधान नैतिकता समिति (संदर्भ 15005) से नैतिक अनुमोदन प्राप्त हुआ था।
1. प्रतिभागी
- स्वस्थ वयस्कों की भर्ती करें (आयु वर्ग के 23 से ६३ वर्ष, मतलब ± एस.डी.; ४२.० ± १३.४, शरीर द्रव्यमान ७०.४ ± १५.३ किलो, ऊंचाई १७५.५ ± ९.८ सेमी; 15 पुरुषों, 15 महिलाओं) अध्ययन में भाग लेने के लिए । इस अध्ययन के लिए तीस प्रतिभागियों की भर्ती की गई थी।
- सुनिश्चित करें कि चक्कर आना, संतुलन की समस्याओं या प्रतिभागियों में चलने की कठिनाइयों का कोई आत्म-रिपोर्ट इतिहास नहीं है।
- सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों को किसी भी ज्ञात न्यूरोमस्कुलर चोट या संतुलन या चलने को प्रभावित करने की स्थिति से पीड़ित नहीं था ।
2. सेटअप और चाल विश्लेषण के लिए प्रक्रियाओं
- एक चाल विश्लेषण प्रणाली(चित्रा 1)का उपयोग करें जिसमें दोहरी बेल्ट बल प्लेट-इंस्ट्रूमेंटेड ट्रेडमिल, 10-कैमरा मोशन कैप्चर सिस्टम और ऑप्टिक प्रवाह प्रदान करने वाला आभासी वातावरण शामिल है।
- सुनिश्चित करें कि प्रतिभागी बहुत तंग गैर चिंतनशील कपड़े जैसे साइकिलिंग शॉर्ट्स या लेगिंग पहने हुए है।
- डबल तरफा चिपकने वाला टेप का उपयोग करके 25 निष्क्रिय चिंतनशील मार्कर देते हैं और टेबल 1 और चित्रा 2में विस्तृत मानव शरीर मॉडल (एचबीएम)7 के निचले शरीर विन्यास के अनुसार रखें। इस दस्तावेज में जानकारी एचबीएम रेफरेंस मैनुअल8से ली गई है ।
- एचबीएम6के लिए आवश्यक घुटने और टखने की चौड़ाई का माप लेने के लिए एक संयुक्त शासक का उपयोग करें ।
- एक सुरक्षा दोहन के लिए सुरक्षित प्रतिभागी जो ओवरहेड फ्रेम में बांधा जाता है।
- डेटाबेस में एक नया सत्र शुरू करें और सुनिश्चित करें कि यह सक्रिय है (हाइलाइट) ।
- सब्जेक्ट टैब का उपयोग करके, लेबलिंग स्केलन बटन से एक नया प्रतिभागी बनाएं।
- 'लोअरलिम्ब HBM_N2.वीएसटी' फ़ाइल पर ब्राउज़ करें और फिर प्रतिभागी का नाम दर्ज करें। नया प्रतिभागी विषयों फलक में दिखाई देता है।
- टूल्स फलक पर जाएं और सब्जेक्ट तैयारी टैब खोलें।
- हार्डवेयर टैब के माध्यम से बलप्लेट को शून्य स्तर पर रखें। सुनिश्चित करें कि बल प्लेटों पर कोई वजन नहीं रखा जाता है।
- ट्रेडमिल के बीच में तैयार करके प्रतिभागी को रोम ट्रायल के लिए तैयार करें।
- यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रतिभागी स्वयं-पुस्तक ट्रेडमिल के आदी हो सकते हैं, उन्हें सत्र9,,10की शुरुआत में 5 मिन के लिए आरामदायक गति से चलने के लिए कहें।
- अनुकूलन के बाद और बिना किसी देरी के समय, प्रतिभागी को न्यूनतम 5 न्यूनतम10,,11के लिए चलने के लिए कहें।
- सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों को रिकॉर्डिंग के समय से अंधा कर रहे हैं।
- ट्रेडमिल शुरू करना सुनिश्चित करें और स्टार्ट रिकॉर्डिंग बटन12पर क्लिक करके डेटा रिकॉर्डिंग शुरू करें। यह एकीकृत सॉफ्टवेयर(सामग्री की तालिका) केसाथ किया जा सकता है।
- वांछित मात्रा में डेटा प्राप्त करने के बाद रिकॉर्डिंग बंद कर दें। 25 चक्रों के तीन सेट एकत्र करने की सिफारिश की जाती है।
- प्रसंस्करण सॉफ्टवेयर(सामग्री की तालिका)खोलें और 6 हर्ट्ज की कट-ऑफ आवृत्ति के साथ दूसरे ऑर्डर बटरवर्थ फिल्टर जैसे मार्कर डेटा के लिए कम-पास फिल्टर का चयन करके डेटा पर उच्च आवृत्ति शोर को हटा दें।
- फ़ाइलपर जाएं, और फिर .CSv के रूप में बचाने के लिए निर्यात का चयन करें।
- ऊर्ध्वाधर बल डेटा से व्यक्तिगत प्रगति निर्धारित करें और13चाल घटनाओं का पता लगाने के लिए पैर मार्कर का उपयोग करें ।
- मैटलैब R2017a(सप्लीमेंट्री फाइल)में काइनेमैटिक, काइनेटिक और स्थानिक-लौकिक डेटा जैसे चाल मापदंडों का विश्लेषण करें।
3. मांसपेशियों की ताकत परीक्षण के लिए सेटअप और प्रक्रियाएं
- अधिकतम स्वैच्छिक आइसोमेट्रिक संकुचन (एमवीआईसी)14के आधार पर प्रतिभागियों की मांसपेशियों की ताकत को मापने के लिए मांसपेशियों की ताकत परीक्षण उपकरण (मल्टीमॉडल डायनेमोमीटर)(चित्रा 3)का उपयोग करें।
- डायनेमोमीटर एक्सरसाइज हेड को टूल/पैड नंबर 701 अटैच करें।
- परीक्षण प्रतिभागी के दाएं और बाएं घुटने आइसोमेट्रिक मांसपेशियों की ताकत।
- बैकरेस्ट वाली कुर्सी पर बैठे स्थान पर टेस्ट प्रतिभागी।
- अप/डाउन स्विच का उपयोग करके, रोटेशन के घुटने के संयुक्त शारीरिक धुरी के साथ डायनेमोमीटर धुरी को संरेखित करें। टिबिया के पिंडली के निचले हिस्से में उपकरण के पैड को केंद्रीय रूप से रखें।
- घुटने को 90 डिग्री फ्लेक्सन पर रखें, तटस्थ रोटेशन और अपहरण में कूल्हे, और पौधे दार फ्लेक्सन में पैर।
- प्रतिभागी के हाथों को उनके पेट पर रखें और वेल्क्रो पट्टियों के साथ कुर्सी पर ट्रंक, कूल्हों और मध्य जांघ को स्थिर करें।
- प्रतिभागियों के लिए एक अभ्यास परीक्षण चलाने के लिए परीक्षण पैंतरेबाज़ी के आदी हो जाओ ।
- प्रतिभागी को अपने घुटने का विस्तार करने के लिए निर्देश दें (पैड पर ऊपर की ओर दबाव डालती है) इसके बाद फ्लेक्स (पैड पर नीचे की ओर दबाव डालती है) 3 एस के लिए कमांड गो पर अधिकतम संकुचन लागू करने के लिए।
- शक्ति परीक्षण के दौरान ऊपर की ओर के लिए मौखिक संकेत और प्रोत्साहन प्रदान करें ("पुश" ऊपर की ओर और "पुल" के लिए।
- सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों को पता है कि वे परीक्षण तुरंत बंद कर सकते है अगर वे किसी भी असामान्य दर्द या असुविधा का अनुभव कर रहे हैं ।
- प्रतिभागियों को 2 मिन के लिए आराम करने की अनुमति दें।
- बाएं पैर और दाहिने पैर के लिए तीन बार चरण 3.1 - 3.12 दोहराएं और न्यूटन (एन) में डेटा रिकॉर्ड करें।
- विश्लेषण के लिए एक रिपोर्ट के रूप में सभी डेटा और निर्यात सहेजें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
स्थानिक-लौकिक, काइनेमेटिक्स और गतिज चाल मापदंडों का मतलब और मानक विचलन तालिका 2में दिया जाता है। सभी 30 प्रतिभागियों के लिए एमवीआईसी डेटा तालिका 3में संक्षेप में हैं । चाल मापदंडों के चित्रमय प्रतिनिधित्व दिखा एक प्रतिभागी के बाएं और दाएं पक्ष के लिए डेटा का एक विशिष्ट सेट क्रमशः चित्रा 4 और चित्रा 5में प्रदान किया जाता है।
प्रस्तुत किए गए डेटा सभी प्रतिभागियों में प्राप्त परिणामों के प्रतिनिधि हैं, और चाल और आइसोमेट्रिक शक्ति परीक्षण15के लिए प्राप्त पाठ्यपुस्तक संदर्भ परिणामों के अनुरूप हैं।
चित्रा 1: चाल विश्लेषण प्रणाली। GRAIL प्रणाली चाल मापदंडों को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है। इस प्रणाली में एक स्प्लिट-बेल्ट इंस्ट्रूमेंटेड ट्रेडमिल, 160 ° अर्ध-बेलनाकार प्रक्षेपण स्क्रीन, बल सेंसर, वीडियो कैमरा और ऑप्टिकल इन्फ्रारेड सिस्टम शामिल हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 2: मानव शरीर मॉडल (एचबीएम) में उपयोग किए जाने वाले मार्कर का आरेख। यह आंकड़ा एचबीएम लोअर बॉडी मॉडल में सभी मार्कर के सटीक प्लेसमेंट को दर्शाता है। हरे रंग में मुद्रित मार्कर के प्लेसमेंट पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए (टेबल 1में बोल्ड); इनका उपयोग बायोमैकेनिकल कंकाल को परिभाषित करने के लिए आरंभीकरण के दौरान किया जाता है। यह आंकड़ा एचबीएम रेफरेंस मैनुअल8से अनुकूलित है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 3: प्रतिभागियों को कम अंग मांसपेशियों की ताकत को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले मांसपेशी शक्ति परीक्षण उपकरण (मल्टीमॉडल डायनेमोमीटर) । इस प्रणाली का उपयोग अधिकतम स्वैच्छिक आइसोमेट्रिक संकुचन (एमवीआईसी) के आधार पर प्रतिभागियों की मांसपेशियों की ताकत को मापने के लिए किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 4: प्रस्तावित तकनीक का उपयोग करचाल मूल्यांकन के ऑफ़लाइन विश्लेषण से उत्पादित एक नमूना रिपोर्ट। एक प्रतिभागी के बाईं ओर के लिए स्थानिक लौकिक डेटा और गतिज और गतिज चाल चक्र। प्रत्येक पंक्ति एक चाल चक्र का प्रतिनिधित्व करती है। वाई-एक्सिस गतिज भूखंडों के लिए डिग्री में संयुक्त कोण और गतिज भूखंडों के लिए न्यूटन मीटर प्रति किलोग्राम में संयुक्त क्षण का प्रतिनिधित्व करता है। लाल रेखाएं बाईं ओर चाल मापदंडों का प्रतिनिधित्व करती हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 5: प्रस्तावित तकनीक का उपयोग करचाल मूल्यांकन के ऑफ़लाइन विश्लेषण से उत्पादित एक नमूना रिपोर्ट। एक प्रतिभागी के दाईं ओर स्थानिक लौकिक डेटा और गतिज और गतिज चाल चक्र। प्रत्येक पंक्ति एक चाल चक्र का प्रतिनिधित्व करती है। वाई-एक्सिस गतिज भूखंडों के लिए डिग्री में संयुक्त कोणों और गतिज भूखंडों के लिए न्यूटन मीटर प्रति किलोग्राम में संयुक्त क्षण का प्रतिनिधित्व करता है। ग्रीन लाइनें दाईं ओर चाल मापदंडों का प्रतिनिधित्व करती हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
| लेबल | शारीरिक स्थान | विवरण |
| टी10 | टी10 | 10 वीं छाती कशेरुकी पर |
| सासीआर | सैट्रम हड्डी | पवित्र हड्डी पर |
| एनएवीई | नाभि | नाभि पर |
| XYPH | Xiphoid प्रक्रिया | उरोस्थि के Xiphiod procces |
| एसटीआरएन | उरोस्थि | उरोस्थि के जुगलबंदी पायदान पर |
| लाइस | पेल्विक बोन लेफ्ट फ्रंट | बाएं पूर्वकाल बेहतर iliac रीढ़ |
| Rasis | पेल्विक बोन राइट फ्रंट | सही पूर्वकाल बेहतर iliac रीढ़ |
| एलपीएसिस | पेल्विक हड्डी वापस छोड़ दिया | बाएं पीछे बेहतर iliac रीढ़ |
| आरपीसिस | पेल्विक बोन सही वापस | दाएं पीछे बेहतर iliac रीढ़ |
| एलजीट्रो | फीमर के ग्रेटर ट्रॉच्टर को छोड़ दिया | बाईं ओर ग्रेटर ट्रॉच्टर के केंद्र पर |
| फ्लथी | बाईं जांघ | एलजीट्रो और LLEK के बीच लाइन पर 1/3 पर |
| एलएलकेक | घुटने के बाएं पार्श्व महाकाव्य | संयुक्त धुरी के पार्श्व पक्ष पर |
| लाटी | टिबिया के पूर्वकाल छोड़ दिया | LLEK और LLM के बीच लाइन पर 2/3 पर |
| एलएलएम | टखने के बाएं पार्श्व मैलेमोलस | बाएं पार्श्व मैलेमोलस का केंद्र |
| लएचई | बाईं एड़ी | एड़ी के केंद्र के रूप में एक ही ऊंचाई पर टो |
| LTOE | बाएं हाथ के लिए | बड़े टो-टो की नोक |
| एलएमटी5 | 5 वें मेटा टारसल छोड़ दिया | 5 मेटा tarsal हड्डी के Caput, संयुक्त लाइन मिडफुट पर/ |
| आरजीट्रो | फीमर का सही ग्रेटर ट्रॉच्टर | सही ग्रेटर ट्रोच्टर के केंद्र पर |
| एफआरथी | दाहिनी जांघ | आरजीट्रो और आरएलईके के बीच लाइन पर 2/3 पर |
| आरएलईके | घुटने का दाहिना पार्श्व महाकाव्य | संयुक्त धुरी के पार्श्व पक्ष पर |
| रति | टिबिया का सही पूर्वकाल | आरएलईके और आरएलएम के बीच लाइन पर 1/3 पर |
| आरएलएम | टखने का दाहिना पार्श्व मैलेमोलस | सही पार्श्व मैलेमोलस का केंद्र |
| री | सही एड़ी | एड़ी के केंद्र के रूप में एक ही ऊंचाई पर टो |
| आरटीओई | दाएं के लिए | बड़े टो-टो की नोक |
| आरएमटी5 | राइट 5 मेटा टारसल | 5 मेटा tarsal हड्डी के Caput, संयुक्त लाइन मिडफुट पर/ |
तालिका 1: मानव शरीर मॉडल (एचबीएम) में उपयोग किए जाने वाले मार्कर। यह टेबल एचबीएम लोअर बॉडी मॉडल में सभी मार्कर के सटीक प्लेसमेंट को दर्शाता है। बोल्ड में लिखे गए मार्कर के प्लेसमेंट पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए; इनका उपयोग बायोमैकेनिकल कंकाल को परिभाषित करने के लिए आरंभीकरण के दौरान किया जाता है। यह तालिका एचबीएम संदर्भ मैनुअल8से अनुकूलित है।
| वेरिएबल नाम | पक्ष | मतलब | मानक विचलन |
| स्थानिक लौकिक | |||
| चलने की गति (मेसर्स) | 1.37 | 0.22 | |
| चरण लंबाई (एम) | बाएँ | 0.72 | 0.07 |
| सही | 0.73 | 0.07 | |
| स्ट्राइड टाइम (एस) | बाएँ | 1.07 | 0.10 |
| सही | 1.07 | 0.10 | |
| रुख समय (एस) | बाएँ | 0.70 | 0.08 |
| सही | 0.70 | 0.08 | |
| स्विंग समय (एस) | बाएँ | 0.37 | 0.03 |
| सही | 0.37 | 0.03 | |
| काइनेमेटिक | |||
| हिप फ्लेक्स (देग) | बाएँ | 30.05 | 9.08 |
| सही | 29.92 | 8.79 | |
| हिप एक्सट (देग) | बाएँ | -13.26 | 7.75 |
| सही | -13.36 | 7.68 | |
| हिप अब्द (देग) | बाएँ | -7.27 | 3.00 |
| सही | -7.72 | 3.17 | |
| हिप ऐड (देग) | बाएँ | 8.66 | 4.22 |
| सही | 7.81 | 3.72 | |
| हिप Int सड़ांध (देग) | बाएँ | 5.38 | 6.95 |
| सही | 6.82 | 6.42 | |
| हिप एक्सट सड़ांध (देग) | बाएँ | -9.04 | 7.03 |
| सही | -5.77 | 5.97 | |
| घुटने फ्लेक्स (देग) | बाएँ | 67.46 | 5.16 |
| सही | 68.47 | 4.75 | |
| घुटने Ext (देग) | बाएँ | -0.43 | 2.26 |
| सही | -0.29 | 2.01 | |
| टखने फ्लेक्स (देग) | बाएँ | -17.20 | 6.94 |
| सही | -14.91 | 6.47 | |
| टखने की एक्सट (देग) | बाएँ | 18.13 | 5.92 |
| सही | 19.36 | 6.54 | |
| काइनेटिक | |||
| पीक हिप Ext (Nm/kg) | बाएँ | 0.82 | 0.21 |
| सही | 0.80 | 0.24 | |
| पीक हिप अब्द (Nm/kg) | बाएँ | 0.91 | 0.15 |
| सही | 0.92 | 0.11 | |
| पीक हिप Int सड़ांध (Nm/kg) | बाएँ | 0.26 | 0.13 |
| सही | 0.26 | 0.14 | |
| पीक घुटने Ext (Nm/kg) | बाएँ | 0.38 | 0.06 |
| सही | 0.39 | 0.06 | |
| पीक टखने फ्लेक्स (एनएम/किलो) | बाएँ | 1.85 | 0.21 |
| सही | 1.86 | 0.22 |
तालिका 2: 30 प्रतिभागियों के लिए स्थानिक-लौकिक, काइनेमेटिक्स, गतिज चाल मापदंडों का मतलब और मानक विचलन। बाएं और दाईं ओर के लिए अलग से चाल मापदंडों की सूचना दी जाती है।
| वेरिएबल नाम | पक्ष | मतलब | मानक विचलन |
| घुटने Ext | बाएँ | 527.17 | 136.42 |
| सही | 550.60 | 132.55 | |
| घुटने फ्लेक्स | बाएँ | 191.60 | 38.53 |
| सही | 203.87 | 47.67 |
तालिका 3: 30 प्रतिभागियों के लिए मांसपेशियों की ताकत परीक्षण उपकरण का उपयोग करके घुटने के जोड़ के लिए अधिकतम स्वैच्छिक आइसोमेट्रिक संकुचन (एमवीआईसी) का मतलब और मानक विचलन।
सप्लीमेंट्री फाइल 1: मैटलैब कोडिंग फाइल। कृपया इस फ़ाइल को देखने के लिए यहां क्लिक करें (डाउनलोड करने के लिए सही क्लिक करें)।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
इस अध्ययन का योगदान एक प्रोटोकॉल के भीतर संयुक्त चाल विश्लेषण और मांसपेशियों की ताकत परीक्षण के लिए तकनीकों का सही और व्यापक वर्णन करना है जिसे पहले एक साथ वर्णित नहीं किया गया है।
चाल विश्लेषण के लिए सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए, दो क्षेत्र हैं जिन्हें अधिकतम ध्यान देने की आवश्यकता होती है: 1) मार्कर प्लेसमेंट और 2) अनुकूलन समय। मापा डेटा की सटीकता काफी इस्तेमाल मॉडल की सटीकता पर निर्भर है । सटीकता को प्रभावित करने वाले अन्य प्रमुख कारकों में अंतर्निहित कंकाल संरचना के सापेक्ष सतही त्वचा विरूपण और ट्रैकिंग सिस्टम16के संकल्प के कारण गलत मार्कर आंदोलन शामिल है। चित्रा 2 एचबीएम लोअर बॉडी मॉडल में सभी मार्कर के सटीक प्लेसमेंट को दर्शाता है। हरे रंग में मुद्रित मार्कर के प्लेसमेंट पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए; इनका उपयोग बायोमैकेनिकल कंकाल को परिभाषित करने के लिए आरंभीकरण के दौरान किया जाता है। प्रतिभागियों को17,18के एसपी ट्रेडमिल वॉकिंग के अनुकूल होने के लिए कम से कम 5 मिन के लिए चलने को कहा गया . प्रतिभागियों को अधिक प्राकृतिक प्रगति परिवर्तनशीलता3की अनुमति देने के लिए एसपी मोड को चुना गया था । हालांकि, अध्ययनों से पता चला है कि एसपी चलने के दौरान चलने की गति अधिक भिन्न होती है और बेल्ट3के त्वरण या मंदी के माध्यम से चाल अशांति हो सकती है। इस प्रभाव को कम करने के लिए13,,19अन्य अध्ययनों के अनुरूप, हम अनुशंसा करते हैं कि अनुकूलन के लिए कम से कम पांच मिनट19 की अनुमति दी जानी चाहिए।
मांसपेशियों के परीक्षण उपकरणों का उपयोग करप्रतिभागियों की मांसपेशियों की ताकत को मापने के लिए, तीन महत्वपूर्ण चरण हैं: 1) डायनेमोमीटर धुरी के साथ घुटने के जोड़ का संरेखण, 2) अभ्यास परीक्षण, और 3) मौखिक प्रोत्साहन। रोटेशन के डायनेमोमीटर और घुटने की संयुक्त धुरी के बीच अनुचित संरेखण सटीक आइसोमेट्रिक मूल्यांकन20को भ्रमित करने वाला कारक पेश कर सकता है। अध्ययन के दौरान, सभी प्रतिभागियों को भाग लेने से पहले प्रणाली के बारे में सटीक निर्देश दिया गया था । हालांकि, एक अभ्यास परीक्षण और मौखिक प्रोत्साहन दो कारक हैं जो एमवीआईसी14को बहुत प्रभावित कर सकते हैं। कई व्यक्तियों को जो शक्ति परीक्षण से गुजरना बहुत सीमित है या शक्ति परीक्षण युद्धाभ्यास प्रदर्शन में कोई अनुभव नहीं है । शक्ति परीक्षण को आम तौर पर विश्वसनीय21दिखाया गया है, लेकिन यह दर्शाया गया है कि बाद के परीक्षण में नौसिखिए प्रतिभागियों की संख्या में सुधार होने की संभावना है क्योंकि वे परीक्षण और सिस्टम22से अधिक आरामदायक और परिचित हो जाते हैं । व्यायाम परीक्षण के दौरान मौखिक प्रोत्साहन अधिकतम बल23, बल विकासदर 23, मांसपेशियों की सक्रियता24, मांसपेशियों की सहनशक्ति25, बिजली26, अधिकतम ऑक्सीजन खपत27और थकावट27,28को समय बढ़ाने के लिए दिखाया गया है । इसलिए, हम इस कदम को अपनाने की अत्यधिक सलाह देते हैं ।
कुल मिलाकर, यहां प्रस्तुत डेटा चाल और आइसोमेट्रिक शक्ति परीक्षण के लिए पाठ्यपुस्तक संदर्भ परिणामों के प्रतिनिधि हैं जो अन्य उपकरणों पर प्राप्त किए जाते हैं। इसलिए, यह प्रस्ताव किया गया है कि इस लेख में उल्लिखित कार्यप्रणाली को स्वस्थ व्यक्तियों में चाल और मांसपेशियों की ताकत के आकलन में प्रभावी माना जा सकता है। नैदानिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने से पहले आगे के अध्ययनों को इन प्रणालियों की विश्वसनीयता का मूल्यांकन करना चाहिए।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
हम मैटलैब डेटा प्रोसेसिंग पर उनकी सलाह के लिए डॉ जोनाथन विलियम्स का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 701 Small lever | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available - Online link provided in description | The unique attachment designed for the Primus RS to measure Knee Extension/Flexion - https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-small-lever |
| D-Flow Software - Vresion 3.26 | Motekforce Link | Not Available - Online link provided in description | Software used to control GRAIL system - https://summitmedsci.co.uk/products/motek-dflow-hbm-software/ |
| Gait Offline Analysis (GOAT) - Version 2.3 | Motekforce Link | Not Available - Online link provided in description | Software used for the analysis of the gait parameters - https://www.motekmedical.com/product/grail/ |
| Gait Real-time Analysis Interactive Lab (GRAIL) | Motekforce Link | Not Available - Online link provided in description | GRAIL system measures and quantifies gait biomechanics by using a virtual reality based self-paced (SP) treadmill - https://www.motekmedical.com/product/grail/ |
| Leg Pad for 701 | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available - Online link provided in description | The unique attachment designed for the Primus RS to measure Knee Extension/Flexion - https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-802-leg-pad |
| Positioning Chair | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available - Online link provided in description | Participant Positioning Chair is designed for assessment and treatment of the lower exteremeties. The chair is designed for multiple positions. https://www.btetech.com/product/primus/ |
| Primus RS | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available - Online link provided in description | Primus RS equipment captures and reports real time objective data in Isotonic, Isometric, and Isokinetic resistance modes - https://www.btetech.com/wp-content/uploads/BTE-Rehabilitation-Equipment-PrimusRS-Brochure-1.pdf |
References
- Lu, T. W., Chang, C. F. Biomechanics of human movement and its clinical applications. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 28 (2 Suppl), S13-S25 (2012).
- Kaufman, K., An, K., et al. Kelley and Firestein's Textbook of Rheumatology (Tenth Edition). Firestein, G. S., et al. , Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-31696-5.00006-1 78-89 (2017).
- Sloot, L. H., van der Krogt, M. M., Harlaar, J. Self-paced versus fixed speed treadmill walking. Gait & Posture. 39 (1), 478-484 (2014).
- Beaton, D. E., O'Driscoll, S. W., Richards, R. R. Grip strength testing using the BTE work simulator and the jamar dynamometer: A comparative study. The Journal of Hand Surgery. 20 (2), 293-298 (1995).
- Jindal, P., Narayan, A., Ganesan, S., MacDermid, J. C. Muscle strength differences in healthy young adults with and without generalized joint hypermobility: a cross-sectional study. BMC Sports Science, Medicine & Rehabilitation. 8, 12 (2016).
- Muehlbauer, T., Granacher, U., Borde, R., Hortobágyi, T. Non-Discriminant Relationships between Leg Muscle Strength, Mass and Gait Performance in Healthy Young and Old Adults. Gerontology. 64 (1), 11-18 (2018).
- van den Bogert, A. J., Geijtenbeek, T., Even-Zohar, O., Steenbrink, F., Hardin, E. C. A real-time system for biomechanical analysis of human movement and muscle function. Medical & Biological Engineering & Computing. 51 (10), 1069-1077 (2013).
- HBM2 Reference Manual. , Motek Medical B.V. The Netherlands. 9-11 (2017).
- Sloot, L. H., van der Krogt, M. M., Harlaar, J. Effects of adding a virtual reality environment to different modes of treadmill walking. Gait Posture. 39 (3), 939-945 (2014).
- Liu, W. Y., et al. Reproducibility and Validity of the 6-Minute Walk Test Using the Gait Real-Time Analysis Interactive Lab in Patients with COPD and Healthy Elderly. PLoS One. 11 (9), e0162444 (2016).
- Herman, T., Mirelman, A., Giladi, N., Schweiger, A., Hausdorff, J. M. Executive Control Deficits as a Prodrome to Falls in Healthy Older Adults: A Prospective Study Linking Thinking, Walking, and Falling. The Journals of Gerontology: Series A. 65 (10), 1086-1092 (2010).
- Geijtenbeek, T., Steenbrink, F., Otten, B., Even-Zohar, O. Proceedings of the 10th International Conference on Virtual Reality Continuum and Its Applications in Industry. , ACM. Hong Kong, China. 201-208 (2011).
- Zeni, J. A., Higginson, J. S. Gait parameters and stride-to-stride variability during familiarization to walking on a split-belt treadmill. Clinical Biomechanics (Bristol, Avon). 25 (4), 383-386 (2010).
- Meldrum, D., Cahalane, E., Conroy, R., Fitzgerald, D., Hardiman, O. Maximum voluntary isometric contraction: reference values and clinical application. Amyotroph Lateral Sclerosis. 8 (1), 47-55 (2007).
- Ancillao, A. Modern Functional Evaluation Methods for Muscle Strength and Gait Analysis. , Springer. 133 (2018).
- Mun, J. H. A method for the reduction of skin marker artifacts during walking : Application to the knee. KSME International Journal. 17 (6), 825-835 (2003).
- Liu, P. C., Liu, J. F., Chen, L. Y., Xia, K., Wu, X. Intermittent pneumatic compression devices combined with anticoagulants for prevention of symptomatic deep vein thrombosis after total knee arthroplasty: a pilot study. Therapeutics and Clinical Risk Management. 13, 179-183 (2017).
- Al-Amri, M., Al Balushi, H., Mashabi, A. Intra-rater repeatability of gait parameters in healthy adults during self-paced treadmill-based virtual reality walking. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 20 (16), 1669-1677 (2017).
- Zeni, J. Jr, Richards, J., Higginson, J. Two simple methods for determining gait events during treadmill and overground walking using kinematic data. Gait & Posture. 27 (4), 710-714 (2008).
- Tsaopoulos, D. E., Baltzopoulos, V., Richards, P. J., Maganaris, C. N. Mechanical correction of dynamometer moment for the effects of segment motion during isometric knee-extension tests. Journal of Applied Physiology. 111 (1), 68-74 (2011).
- Abernethy, P., Wilson, G., Logan, P. Strength and power assessment. Issues, controversies and challenges. Sports Medicine. 19 (6), 401-417 (1995).
- Kroll, W. Reliability of a Selected Measure of Human Strength. Research Quarterly, American Association for Health, Physical Education and Recreation. 33 (3), 410-417 (1962).
- Anzak, A., Tan, H., Pogosyan, A., Brown, P. Doing better than your best: loud auditory stimulation yields improvements in maximal voluntary force. Experimental Brain Research. 208 (2), 237-243 (2011).
- Belkhiria, C., De Marco, G., Driss, T. Effects of verbal encouragement on force and electromyographic activations during exercise. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 58 (5), 750-757 (2018).
- Bickers, M. J. Does verbal encouragement work? The effect of verbal encouragement on a muscular endurance task. Clinical Rehabilitation. 7 (3), 196-200 (1993).
- Karaba-Jakovljevic, D., Popadic-Gacesa, J., Grujic, N., Barak, O., Drapsin, M. Motivation and motoric tests in sports. Medicinki Pregled. 60 (5-6), 231-236 (2007).
- Andreacci, J. L., et al. The effects of frequency of encouragement on performance during maximal exercise testing. Journal of Sports Science. 20 (4), 345-352 (2002).
- Rendos, N. K., et al. Variations in Verbal Encouragement Modify Isokinetic Performance. Journal of Strength and Conditioning Research. 33 (3), 708-716 (2019).
