Sit-to-stand-en-lopen van 120% Knee Lengte: een nieuwe benadering voor Assess Dynamic houdingsregulatie Onafhankelijk van Lead-ledemaat

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Personen met sensomotorische pathologie bijvoorbeeld beroerte moeite hebben met het uitvoeren van de gemeenschappelijke taak van de stijgende uit zitten en het initiëren van gait (sit-to-walk: STW). Zo is in de klinische revalidatie scheiding van sit-to-stand en manier van lopen initiatie - de zogenaamde sit-to-stand-en-wandeling (STSW) - is gebruikelijk. Echter, een gestandaardiseerd STSW protocol met een duidelijk omschreven analytische benadering geschikt voor pathologische evaluatie moet nog worden gedefinieerd.

Daarom wordt een doelgerichte gedefinieerde protocol dat geschikt is voor gezonde en individuelen door van de stijgende fase wordt ingeleid uit 120% kniehoogte met een breed draagvlak onafhankelijke lood ledemaat. Optische vangst van driedimensionale (3D) segmentale beweging trajecten en kracht platforms op tweedimensionale (2D) van midden-druk (COP) toelaten trajecten volgen van de horizontale afstand tussen COP en het gehele lichaam-center-of- massa (BCOM) was de daling van die toenemens positionele stabiliteit, maar wordt voorgesteld om een ​​slechte dynamische posturale controle te vertegenwoordigen.

BCOM-COP afstand wordt uitgedrukt met en zonder normalisatie om beenlengte proefpersonen. Terwijl COP-BCOM afstanden variëren door middel van STSW, genormaliseerde gegevens op de belangrijkste beweging gebeurtenissen van de stoel-off en de eerste toe-off (TO1) tijdens de stappen 1 en 2 hebben een lage intra- en inter individuele variabiliteit in 5 herhaalde tests uitgevoerd door 10 jonge gezonde individuen . Zo, het vergelijken van COP-BCOM afstand bij belangrijke gebeurtenissen tijdens de uitvoering van een STSW paradigma tussen patiënten met bovenste motorische neuron letsel, of andere gecompromitteerde patiëntengroepen, en normatieve data bij jonge gezonde personen is een nieuwe methodologie voor de evaluatie van de dynamische posturale stabiliteit.

Introduction

Klinische pathologieën invloed zijn op de sensomotorische systemen, bijvoorbeeld bovenste motorische neuron (UMN) schade na een beroerte, leiden tot functionele beperkingen met inbegrip van zwakte, verlies van posturale stabiliteit en spasticiteit, die een negatieve invloed kan hebben op de motoriek. Herstel variabele met een groot aantal slagoverlevenden niet de functionele mijlpalen veilig staan ​​of lopen 1,2 bereiken.

De discrete praktijk van wandelen en sit-to-stand komen vaak voor revalidatie taken na UMN pathologie 3,4 echter overgangsregeling bewegingen worden vaak verwaarloosd. Sit-to-wandeling (STW) is een sequentiële houdings-bewegingsapparaat taak opnemen sit-to-stand (STS), gait initiatie (GI), en lopen 5.

Scheiding van STS en GI, reflecterende aarzeling tijdens STW is waargenomen bij patiënten met de ziekte 6 en 7 CVA Parkinson, naast oudere unimpaired 8 volwassenen, maar niet bij jonge gezonde individuen 9. Daarom zitten naar staan-en-wandeling (STSW) wordt gewoonlijk uitgevoerd in de klinische omgeving en wordt gedefinieerd door een pauze fase van variabele lengte bij het staan. Er zijn echter geen gepubliceerde protocollen bijgewerkt definiëren STSW dynamica in een context geschikt om patiëntenpopulaties.

Meestal in STW studies de hoogte eerste stoel is 100% van de kniehoogte (KH, van vloer tot knie afstand), aan de breedte en GI lead-ledematen zijn zelf gekozen, de armen worden gedwongen over de borst en een ecologisch zinvolle taak context is vaak afwezig 5-9. Echter, patiënten vinden een stijging van 100% KH uitdagende 10 en vaak kiezen voor een bredere voet positie in vergelijking met gezonde individuen 11, initiëren gang met hun aangedane been 7, en gebruiken hun armen om momentum 7 te genereren.

Om gait, een toestand verandering in het hele lichaam beweging in een purpos initiëren eful is gewenst 12. Dit wordt bereikt door het ontkoppelen van het gehele lichaam center-of-massa (BCOM: het gewogen gemiddelde van alle beschouwd lichaamssegmenten in ruimte 13) vanaf het middelpunt van druk (COP: de positie van de resulterende grondreactiekracht (GRF) vector 14). In de anticiperende fase van GI, snelle stereotiepe achterste en zijwaartse beweging van de COP in de richting van het ledemaat worden gezwaaid optreedt waardoor BCOM momentum 12,15 genereren. De COP en BCOM worden aldus afgescheiden, de horizontale onderlinge afstand hebben als maat voor dynamische houdingsregulatie 16 voorgesteld.

De berekening van de COP-BCOM afstand vereist gelijktijdige meting van de COP en BCOM posities. De standaard berekening van de COP is hieronder in vergelijking getoond (1) 17:

vergelijking 1

tp_upload / 54323 / 54323eq2.jpg "/>

vergelijking 3
(1)

Waar M en Force vertegenwoordigen momenten om de kracht platform assen en de directionele GRF respectievelijk. De indices vertegenwoordigen assen. De oorsprong is de verticale afstand tussen het contactvlak en de oorsprong van de kracht platform, en wordt beschouwd als nul.

De kinematische methode waarbij BCOM positie omvat het volgen van de verplaatsing van gesegmenteerde markers. Een getrouwe weergave van body-segment beweging kan worden bereikt door markers geclusterd op harde borden afstand geplaatst van benige oriëntatiepunten, minimaliseren zacht weefsel-artefact (CAST techniek 18). Om BCOM positie te bepalen, worden individuele lichaam segment massa's geschat op basis van cadaveric werk 19. Driedimensionale (3D) bewegingssysteem proprietary software maakt gebruik van de coördinatie van standpunten van de proximale en dIstal segment locaties: 1) bepalen segmentale lengtes, 2) rekenkundig schatten segmentale massa, en 3) te berekenen segmentale COM locaties. Deze modellen zijn vervolgens in staat om schattingen van de 3D ​​BCOM positie verschaffen op een bepaald punt in de tijd op basis van de netto som van inter-segmentale posities (figuur 1).

Zo is het doel van dit document is eerst een gestandaardiseerd protocol STSW die ecologisch valide en omvat opstaan ​​uit een hoge zithoogte presenteren. Het is eerder aangetoond dat STSW van 120% KH is biomechanisch onduidelijk van 100% KH blokkeren generatie van lagere BCOM verticale snelheden en GRF tijdens de stijgende 20, wat betekent dat een stijging van 120% KH is makkelijker (en veiliger) voor gecompromitteerde individuen. Ten tweede, COP-BCOM horizontale afstanden af ​​te leiden om dynamische posturale controle tijdens belangrijke mijlpalen en overgangen met behulp van 3D motion-capture beoordelen. Deze werkwijze werd in gezonde individuen tijdens STSW onafhankelijk van ledematen le isad 20, biedt het vooruitzicht van de functionele evaluatie herstel. Tenslotte wordt een voorlopige STSW dataset representatief zijn voor jonge, gezonde individuen gepresenteerd, en intra- en inter-individuele variatie in de groep wordt gedefinieerd om een ​​vergelijking te informeren met pathologische individuen.

Figuur 1
Figuur 1. 2D BCOM berekening. Eenvoudigheidshalve het voorbeeld wordt een berekening hele been COM van een 3-gekoppelde massa in 2 dimensies, waarbij coördinaten van de respectieve COM posities (x, y) en segmentale massa (m 1, m 2, m 3) zijn bekend. Segment massa en locatie van gesegmenteerde COM posities ten opzichte van het laboratorium coördinatensysteem (LCS; herkomst: 0, 0) worden geschat door beweging analysesysteem ontwikkelde software gebruikt onder lichaamsgewicht en gepubliceerde antropometrische gegevens (zie hoofdtekst). De x eennd y been COM positie, in dit voorbeeld van de 3-gekoppelde massa wordt dan afgeleid met behulp van de getoonde formules. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Het protocol volgt de plaatselijke richtlijnen voor het testen van de menselijke deelnemers, gedefinieerd door London South Bank University goedkeuring onderzoek ethische commissie (UREC1413 / 2014).

1. Gait Laboratory Voorbereiding

  1. Schakel de vangst volume van ongewenste reflecterende voorwerpen die kunnen worden geïnterpreteerd als beweging markers en elimineer ambient daglicht om reflecties in voorkomend geval te verminderen.
  2. Schakel de motion-capture camera's, de eigen tracking software, kracht platform versterkers, en externe analoog-naar-digitaal (AD) converter. Laat tijd voor de camera's te initialiseren.
  3. Schik camera's ervoor te zorgen dat er ten minste 2 kruisende assen aan de uiteinden van de vangst volume. Zorgen voor individuele camera's hebben een optimale belichting en diafragma-instellingen door het controleren van individuele point-resolutie van de test merkers (bijvoorbeeld de statische kalibratie kader) binnen capture volume ruimte (zie referentie Appendix A 21).
  4. Mount subject-switch visuele go signaal uit te schakelen in de middellijn van de loopbrug, 6 m in de voorkant van de uitgangspositie in de rijrichting, op een statief op navel hoogte onderwerp. Mount lichtbron (voor visueel go signaal) in de middellijn van de loopbrug, 1 m in de voorkant van het subject-schakelaar in de richting van de reis, op een statief op ooghoek hoogte onderwerp (figuur 2). Rangschik de operator lichtschakelaar in de nabijheid van de onderzoeker.
  5. Schik kracht perrons 1 en 2 in parallel voor gait-initiatie, en de kracht platforms 3 en 4 in een versprongen configuratie om niet-dominante lead-ledemaat proeven vast te leggen. Bevestig vervolgens kracht platform dekt met verwijderbare tape.

Figuur 2
Figuur 2. Experimenteel protocol. Dit voorbeeld toont een linker been lead: Onderwerpen zitten op een geïnstrumenteerde kruk aan 120% kniehoogte (KH) with enkels 10 ° graden in dorsaalflexie en voeten op schouderbreedte uit elkaar naar voren gericht. Op een visuele cue, onderwerpen uit te voeren 5 proeven van STSW leidt met hun niet-dominante ledemaat op zelfgekozen tempo beëindigd door het uitschakelen van het licht. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

  1. In de proprietary software voor het bijhouden set capture frequentie tot 60 Hz en 3D-tracking parameters. Specifiek gebruiken een voorspellingsfout van 20 mm, een maximum residu van 2 mm, minimum trajectlengte gelijk aan 2 frames, en een maximale beeldsnelheid tussenruimte van 10 frames. In elk van de 8 afzonderlijke kracht platformonderdelen (z1, z2, z3, z4, x1-2. X3-4, y1-4, y2-3) van elke vorm platform versterker identificeren in de respectievelijke analoog-digitaalomzetter ( 32 kanalen in deze studie).
    1. Zorg ervoor dat alle vooraf bepaalde kalibratie-instellingen van KALIBRATIE elke kracht platformn documentatie, hebben schaalfactoren en analoge kanalen gespecificeerd (zie hoofdstuk Project Options; Analogue Boards 21) en nomineren offset te lezen tijdens de laatste 10 frames van de vangst bij gelost.
  2. In de proprietary software voor het bijhouden, nomineren een multiplier van de motion-capture frequentie om een ​​adequate analoge sampling frequentie te garanderen. Gebruik een multiplier van 17, waardoor een individuele kracht platform bemonsteringsfrequentie van 1020 Hz.
  3. Implementeren van de dynamische wand kalibratieprocedure:
    1. Plaats de L-vormige referentiestructuur op de vloer in de vangvolume ter voorbereiding van de kalibratie van de 3D-ruimte. De lange as van deze structuur moet wijzen in de voorste richting. (zie hoofdstuk Wand kalibratiemethode 21).
    2. In de pagina kalibratie instellingen in het Project dialoogvenster Opties, selecteer het 'type' kalibratie Wand, met een lengte van 750 mm. Selecteer vervolgens coordinaat systeem oriëntatie met positieve z-as naar boven en de positieve y-as als de lange arm (zie hoofdstuk Calibration 21). Klik op OK.
    3. Klik op het pictogram Calibration en stel de beoogde lengte van de kalibratie-capture tot 60 sec. Stel vervolgens een vertraging van 5 sec en identificeren van de map waarin de resultaten worden opgeslagen. Klik op OK om te beginnen kalibreren.
      Opmerking: De wand procedure maakt gebruik van twee kalibratie-objecten om de meting volume te kalibreren; Dit wordt gebruikt om de resolutie van een grote beweging vangvolume (figuur 3) te maximaliseren. Eén is een stationaire L-vormige referentiestructuur vier markers eraan verbonden en wordt gebruikt om het globale coördinatensysteem definiëren. Het andere object is een wand, bestaande uit twee markers op een vaste afstand van elkaar. Tijdens kalibratie de x, y, z zijn oriëntaties van deze bijgehouden ten opzichte van de x, y, z posities van de vier statische markersde referentiestructuur; op zijn beurt waardoor de proprietary software om driehoeksmeting, voorspellen en te reconstrueren de trajecten van de bewegende markers in 3D-ruimte. Aan het einde van dit proces, zal elke camera een restfout van de nauwkeurigheid van terugkeer.
    4. Verplaats de kalibratie toverstok binnen de kalibratie volume door het draaien en het vertalen van de staf rond de beoogde vangst volume voor de opgegeven 60 sec (zie hoofdstuk Wand Calibration Method 21).
    5. Controleer de kalibratie resultaten, accepteren kalibratie met individuele camera resterende fouten van <1,5 mm, klik op OK.
      Let op: Als je kracht platen zal er een waarschuwing eraan te herinneren van opnieuw meten van de kracht plaat positie (want het is zeer waarschijnlijk veranderd met de nieuwe kalibratie).

figuur 3
Figuur 3. L-vormige Reference Structuur en Wand voor CameraKalibratie. De L-vormige referentiestructuur stationair blijft en heeft 4 markers verbonden. De wand heeft twee markeringen op een vaste afstand aan verbonden en wordt bewogen met betrekking tot de referentiestructuur, een 3-D volume gekalibreerd ruimte die voldoende is voor de gewenste markeur ingesteld creëren passeren. Klik hier om bekijk een grotere versie van dit cijfer.

  1. Verwijder de kalibratie ingesteld van capture volume. Zoek de kracht platforms in de gekalibreerde 3D-ruimte door het plaatsen van een 9 mm diameter passieve retro-reflecterende marker in elk van de 4 hoeken van elk platform (aandacht voor de plaatsing van essentieel belang is, zie hoofdstuk Force Plate Location 21). Het verkrijgen van een 5 sec opname en ga naar elke markering en elk platform referentiesysteem (PRS) in de 3D-ruimte te identificeren als per proprietary software suggesties.
  2. Onderneem een ​​dynamischevast te leggen met behulp van de eerder genoemde sampling en 3D-tracking parameters (1.6) om te bevestigen en sense-check daaropvolgende kracht grootheden en een routebeschrijving.
    1. Opgezet dynamisch vast te leggen voor 15 sec met een vertraging van 5 sec. Zodra de click to capture beginnen wordt ingeleid, heeft de operator tijd op de kruk zitten, pauzeren, staan, pauzeren en loop naar voren contact maken met de kracht platforms (op dit moment, is er geen noodzaak voor de operator retroreflecterende hebben markers bevestigd in situ).
    2. Zodra de vangst is voltooid, controleert u de richting en de omvang van de grond reactie vectoren om ervoor te zorgen configuraties van force-platforms correct zijn. Verwacht omhoog en posterieur op de rijrichting vectoren bij voet contact en een maximale verticale kracht van ongeveer 1 tot 1,5 keer het lichaamsgewicht.
  3. Plaats in hoogte verstelbare stoel in de middellijn van de vangst volume tussen kracht perrons 1 en 2 (figuur 2), sluit vervolgens een 300 mm Diameter druk seat-mat op de externe AD converter.
  4. Bereid alle passieve retroflecterende anatomische merkers voor binding door vooraf bevestigen afzonderlijk naast een dubbele plakband ongeveer 15 mm (ten minste 60 cm van dubbele plakband in totaal per onderwerp) en regelen op een geschikte plaats gereed voor toepassing onderwerpen aan. Onder andere het bijhouden marker en zelf-veiligstellen bandage klaar voor tijdige onderwerp toepassing.
    Opmerking: Tracking markers moet ten minste 3 retroflecterende markers aangebracht op niet-co-lineaire rangschikking omvatten, en worden geplaatst op lichaamssegmenten (er anatomische markeringen gepositioneerd op verwachte verbinding centra kan worden gebruikt tracking markers bijvoorbeeld 1 st en 5 de middenvoetsbeentjes).

2. Onderwerp Voorbereiding

  1. Het verkrijgen van schriftelijke toestemming van de patiënt die voldoet aan insluiting / uitsluitingscriteria.
  2. Vraag onderhevig aan verandering in geschikte kleding (fietsen shorts, nauwsluitende t-shirt en sportbeha van toepassing).
  3. Vestigen dominante onderste ledematen met behulp van de schoppen-a-ball-test 22 als het onderwerp is in staat om veilig te doen.
  4. Meet onderwerp stahoogte (m) en de massa (kg); omzetten massa om gewicht (N).
  5. Met als onderwerp staan, te meten onderwerp bi-acromiale afstand (m) met behulp van het meten remklauwen. Lock remklauw positie om afstand te gebruiken voor de voeten positioneren (zie 4.5 hieronder).
  6. Meet verticale ramen van vloer tot knie afstand (m) op de dominante ledemaat (in staand); vermenigvuldig afstand met 1,2 te berekenen 120% KH afstand (m). Pas de kruk hoogte tot 120% KH. Tabel 1 geeft een overzicht van 10 gezonde persoon kenmerken, waaronder kniehoogte data.

tafel 1
Tabel 1:. Subject kenmerken van individuele gegevens en gemiddelde (± 1 SD) over 10 onderwerpen worden getoond.

    Bereid de huid gebieden voor marker plaatsing. Scheer ongewenst lichaamshaar als passend en gebruik van alcohol doekjes om het overtollige zweet en / of vochtinbrengende crème verwijderen om hechting tussen markers en de huid te maximaliseren.
  1. Betasten, identificeren en retro-reflecterende markeringen gelden voor anatomische oriëntatiepunten van de onderste en bovenste ledematen, romp, hoofd en bekken segmenten met behulp van dubbele plakband in overeenstemming met de gekozen technische referentiekader 23 (tabel 2). Ga verder met gesegmenteerde volgen markers van toepassing met zichzelf beveiligen verband.
    Opmerking: Bij vrouwen, als moeilijkheid doet zich voor het lokaliseren van het borstbeen notch marker - plaats marker over het midden van de sportbeha kledingstuk.

tabel 2
Tabel 2: Marker-set plaatsing. Markers (anatomische en tracking) op basis van een eerder beschreven technisch referentiekader 23

  1. Vraag onder te lopen in de capture volume en neemt de anatomische positie. Op dit punt moet het onderwerp niet bewegen totdat na statische capture is uitgevoerd als gevolg van de inherente probleem van het schatten van het heupgewricht centrum over de kleding in deze anatomische locatie.

3. Statische Capture

  1. Instrueren onder stationaire staan ​​in het midden van de vangvolume, uitgaande van de standaard anatomische positie, met anatomische en volgen merkers in situ.
    Let op: Met het oog op zacht weefsel artefact te verminderen een statische kalibratie wordt uitgevoerd met anatomische en het bijhouden van markers in situ. De tracking markers zijn gerelateerd aan de anatomische markeringen, die de beperking van de veronderstelling dat de gezamenlijke centers niet bewegen onder de huid ontkent. Tracking markers in situ gelaten voor daaropvolgende dynamische proeven. Dit wordt aangeduid als de gekalibreerde anatomische systemen techniek (CAST) 18.
    1. Om een korte statische capture ondernemen, gebruik maken van de eerder genoemde sampling en 3D-tracking parameters (1.6) en ervoor zorgen dat alle markers worden verantwoord in de vangst volume door de bevestiging van het totale aantal in het paneel Unidentified Trajectories opgenomen in 3D real-time gecontroleerd markers . Dit moet overeenstemmen met het aantal merkers dat de gekozen technische referentiekader nodig. Klik op het pictogram record naar een 5 sec capture voltooien. Herhaal de procedure indien nodig als merkers ontbreken.
      Opmerking: Zie rubriek 6 hieronder voor de verwerking van statische data capture.
  2. Gebruik de positie gegevens uit de hip-joint-center landmark op het onderwerp dominante kant aan been-lengte te bepalen (afstand van hip-joint-centrum (zie 7.1 en Tabel 3b hieronder) tot vloer) voor op afstand normalisering (zie 7.11 hieronder).

4. Familiarization

  1. Verwijder alle anatomische alleen markers.
  2. Instrueer onderworpen aan zittenop de kruk met de voeten op de individuele kracht platforms 1 & 2.
  3. Instrueer onderworpen aan staan ​​en loop dan naar voren met de gedefinieerde voorste been. Pas de achterwaartse positie van de ontlasting totdat het onderwerp consequent maakt centrale contact met geweld platforms 3 en 4 tijdens de eerste 2 stappen van de gang. Laat herhaalde de praktijk proeven, totdat het onderwerp comfortabel.
  4. Markeer de voorpoot positie van de kruk met tape op de vloer om te herstellen kruk positie.
  5. Stel definitieve voeten positie (figuur 2). Vraag onderwerp op de kruk te zitten met de voeten op de individuele kracht perrons 1 en 2. Stel schacht positie op dominante zijde proefpersoon 10 ° achterste van verticaal behulp van een uitschuifbare arm goniometer. Ga naar het niet-dominante voet even te passen in de lijn, en vervolgens met behulp van de gesloten remklauwen (zie 2.5 hierboven), regelen de breedte inter-voet naar de vooraf bepaalde bi-acromiale afstand daarvan tussen de laterale voet grenzen. Stel het dwarsvlak oriëntatie van beide poten zodanig dat elke voet mediale grens wordt in overeenstemming met de rijrichting.
  6. Na eindelijk het controleren van uitlijning, trekken rond laatste voetposities met een droge board marker pen op de verwisselbare kracht platform oppervlak.
  7. Gebruik de verbale instructie:.. "Als je het licht zien branden voor je, sta op en stop Mentaal aftellen 3-1, één nummer tegelijk Vervolgens leidt met uw niet-dominante been, lopen bij een aangenaam tempo in de richting van de schakelaar aan de voorkant van het licht en te stoppen. Count mentaal van 3 tot 1, één nummer per keer, en vervolgens met uw schrijven hand te gebruiken de schakelaar het licht "uit te schakelen.
  8. Re-herhalen om het onderwerp dat ze hun armen op natuurlijke wijze kan gebruiken, dan laat het onderwerp voldoende vertrouwd aan protocol STSW. Gewenning geeft het onderwerp zoveel mogelijk tijd te wennen aan de testomgeving zodat ze efficiënt kunnen verwezenlijkende taak zonder geforceerde beweging die anders zouden kunnen van invloed zijn op de ecologische validiteit van de experimentele paradigma.

5. STSW Dynamic Trials

  1. Met als onderwerp zittend op de kruk klaar voor dynamische proeven, eerst bevestigen het totale aantal in het paneel Unidentified Trajecten in 3D real-time gecontroleerd beursgenoteerde markers en dat ze overeenkomen met het totaal aantal markers dat de gekozen technische referentiekader vereist. Klik vervolgens op het pictogram van record naar een 15 sec dynamische capture voltooien.
  2. Na 5 sec vast te leggen, zet de operator light-switch en controleren hoe het onderwerp antwoordt - dat ze opstaan ​​uit de ontlasting en pauze volgens de instructies, stap op platforms 3 en 4 te dwingen, en dat ze stop te zetten en het licht uit zoals geïnstrueerd binnen de periode vast te leggen.
  3. Re-set de lichtschakelaar en controleer marker drop-outs door administratieve verwerking van alle markers tijdens slow motion weergave van beproeving. Herhaal indien necessary, anders blijven volgende proef. Ga verder naar 5 proeven van STSW vast te leggen in elk onderwerp.
  4. Bij anatomische markers worden losse, weer vast vooraf bepaalde merkteken huid. Als het bijhouden van markers te verplaatsen, re-attach anatomische markeringen en herhaal statische proef - ga dan verder met de resterende dynamische proeven.

6. Proprietary Tracking Software PostVerwerking

  1. In eigen tracking software, identificeren en labelen alle markers van statische en dynamische onderzoeken (zie hoofdstuk Handmatig Identificatie van Trajectories 21) en gewas ongewenste vangst door het bewegen van de time-dia's naar het begin en het einde van de taak. Gebruik maken van de "automatische identificatie van markers", ook wel bekend als AIM, functionaliteit in de proprietary software voor het bijhouden van de etikettering te helpen (zie hoofdstuk genereren van een AIM Model 21).
    Let op: Labeling van markers is nodig, zodat de proprietary en de daaropvolgende biomechanica analyse softwareconstant construeert en berekent de relatieve baan van een star lichaam in 3-dimensionale ruimte. Gebruik zinvolle etikettering, zoals weergegeven in tabel 2. Doel is vakspecifieke, maar voortdurend updates. Met een ander onderwerp en bij een slechte AIM, ga naar AIM werken door handmatig labeling. Dit geldt ook voor de statische opnameproces (zie paragraaf 3.1.1).
  2. In het geval van de marker drop out, die 10 frames overschrijdt, gaan om ofwel vinden de ontbrekende traject in de Unidentified panel Trajecten, of handmatig gap-fill met behulp van de veelterminterpolatie functie die door de proprietary software (zie hoofdstuk Gap Vul Trajectories 21) .
    Opmerking: In sommige gevallen marker trajecten gedeeltelijk afwezig en gap-filling is een mechanisme waarbij ontbrekende gegevens mathematisch geschat kunnen worden op basis van het gemeten traject voor en na de ontbrekende gegevens.
  3. format eend exporteren alle statische en dynamische proeven, in C3d-formaat, voor post-processing in biomechanica analyse software.
    Opmerking: Voorafgaand aan de export, sluiten alle niet-geïdentificeerde en lege marker trajecten, met vermelding van de facto de etikettering, en het aanwijzen van de laatste 10 frames voor zero force basisniveaus voor elke kracht plaat.

7. biomechanica Analyse Software PostVerwerking

  1. Build statische 13-segment model 23 (voet, schachten, dijen, bekken, romp, bovenarmen, onderarmen en het hoofd (let op geen handen)).
    Let op:. Het proces van modelbouw is van fundamenteel belang bij het ​​bepalen van de gekoppelde segmenten op basis van de statische meting trial and proprietary software-instructies werden gebruikt 24 In dit protocol de anatomische coördineren systemen voor elke instantie segment (Tabel 3a) en gezamenlijke center locaties (Tabel 3b ) zijn voornamelijk gebaseerd op Ren et al. 23 met aanpassingen aan de functionele h te vermijdenip en schoudergewricht centrum schatting. Gouden standaard voor gezamenlijke middenlocaties blijven beeldvormingstechnieken zoals magnetische resonantie beeldvorming (MRI), die realistisch in de meeste situaties. Functionele gezamenlijke centrum schattingen zijn gebruikt; blijft er echter het risico dat patiënten met pathologie niet in staat om het gewricht bewegen in de vereiste vlakken 25. Daarom is voor het bekken regressievergelijkingen bijvoorbeeld Davis 26 worden vaak gebruikt. Hier, het CODA bekken 27 werd gebruikt en is gebaseerd op werk van Bell et al. 28, en het schoudergewricht centra werden geraamd op basis van Eames et al. 29.

tabel 3a
Tabel 3a: Anatomische Coördinatenstelsel voor Whole Body Model.

tabel 3b
Tabel 3b: Gemeenschappelijk Centrum definities voor Whole Body Model.

  1. Importeren de dynamische bestanden en het model toewijzen aan elke. Bevestig nauwkeurigheid van modelbouw door het controleren van normale visuele configuratie van segmenten. In het geval van onnauwkeurigheid, wordt de operator geadviseerd om terug naar de proprietary software voor het bijhouden van bestanden te gaan en te controleren beeldsensor bijhouden van profielen en corrigeer indien nodig.
  2. Laagdoorlaatfilter kinematische en kinetische gegevens met behulp van een 4e orde Butterworth filter met een cut-off frequentie 6 Hz en 25 Hz.
  3. Gemiddeld filter licht en druk mat analoge signalen over een 25-framevenster.
  4. Maak kracht structuur voor de kracht platforms 1, 2, 3 en 4. Gebruik hoek coördinaten naar een niveau opgedoken, rechthoekige structuur die alle 4 kracht platforms (figuur 4) te creëren.
    Opmerking: Een kracht structuur is verplicht 30, zodat de netto-COP berekeningen kunnen worden gemaakt over de kracht 4 platforms. i>
  5. Bereken het net COP coördinaat signalen (x en y) in het laboratorium coördinatensysteem (LCS) vanaf het strijdkrachtstructuur.
    Opmerking: De software voert dit met behulp van de onderstaande vergelijkingen 2a-g.
    1. Gebruik x en y signalen van vergelijkingen 2f en 2g netto COP positie binnen de LCS.

(2a) Netto medio-laterale kracht vergelijking 4

(2b) Netto anterior-posterior kracht vergelijking 5

(2c) Netto verticale kracht vergelijking 6

(2d) Netto platform even na over x-as vergelijking 7

(2e) Netto platform even na over y -asn 8 "src =" / files / ftp_upload / 54323 / 54323eq8.jpg "/>

(2F) x -Coordinate van de netto kracht aangrijpt (COP x) vergelijking 9

(2g) y -Coordinate van de netto kracht aangrijpt (COP y) vergelijking 10

figuur 4
Figuur 4. Force Structure. Voorbeeld van een rechthoekige kracht structuur omvat 4 kracht platforms op een juiste lead-ledematen oriëntatie. Details lokale COP toepassing en afmetingen ten opzichte van een laboratorium coördinatensysteem (LCS) getoond voor force platform 1 als voorbeeld. De x, y, z positie van het platform referentiesysteem (PRS) is verschoven ten opzichte van de L CS waarbij X 1 en Y 1 vertegenwoordigen de mediolateral en achterwaartse afstanden van PRS, respectievelijk. De afzonderlijke platform schip over de x-as te berekenen, wordt de verticale GRF vermenigvuldigd met de som van de lokale y COP coördineren en de nieuwe PRS-LCS offset y-coördinaat (Y 1 + y 1). Op het moment dat over de y-as coördinaat wordt op dezelfde manier berekend door de verticale GRF te vermenigvuldigen met de negatieve som van de lokale x COP coördineren en de nieuwe PRS-LCS offset x-coördinaat - (X + 1 x 1). De totale krachtmoment over de globale strijdkrachtstructuur is gelijk aan de som van alle momenten van kracht, gedeeld door de som van de individuele verticale krachten. Net COP X- en Y-coördinaten worden dus geproduceerd voor de kracht structuur binnen de LCS (vergelijkingen 2a-g).large.jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

  1. Met behulp van aangepaste pipeline opdrachten creëren belangrijke beweging gebeurtenissen binnen STSW, in het bijzonder plaats-off, rechtop, lopen initiatie begin, de eerste toe-off 1 en 1 ste en 2 de eerste contacten (tabel 4).

tabel 4
. Tabel 4: Movement Event definities GI - gait initiatie; COP - centrum-of-druk; HO1 - eerste hak-off; TO1 - 1 teen-off, IC1 - 1 eerste contact.

  1. Met behulp van aangepaste pijpleiding commando's berekenen van de COP-BCOM afstand (L) door het toepassen van vergelijking 3 op elke beweging gebeurtenis, waarbij t i staat voor een bepaalde gebeurtenis.

    vergelijking 12
    (3)
  2. Met behulp van aangepaste pijpleiding commando's, het berekenen van de maximale COP-BCOM afstand (L max) door het toepassen van vergelijking 4 tussen twee gebeurtenissen (t ot i).

    vergelijking 15
    (4)

    waarbij: t 0 en t i vertegenwoordigen beweging ontstaan ​​en de laatste keer instantie van belang respectievelijk (x COP (t i)), wordt de x-coördinaat van de COP op tijdstip t i (x BCOM (t i)) is de coördinaat van de BCOM op tijdstip ti, en (y COP (ti)) en (y BCOM (ti)) zijn de overeenkomstige waarden voor de y-coördinaten 31.
  3. Extract afhankelijke variabelen van belang zijn bij de beweging gebeurtenissen; COP-BCOM afstanden te vervoeren-off en first toe-off (TO1) evenementen, en de maximale COP-BCOM afstanden tijdens de 1 e stap fase (tussen TO1 en eerste initiaal-contact; IC1) en de 2 e stap fase (tussen IC1 en IC2) het gebruik van aangepaste pijpleiding commando's.
  4. Normaliseren intra-subject COP-BCOM afstanden als een deel van de dominante beenlengte onderwerp (zie 3.2).
  5. Export van gegevens voor statistische analyse met behulp van de Copy om de functionaliteit klembord of exporteren van bestanden in andere beschikbare inheemse formaten.

8. Lab-specifieke Normatieve waarde Berekeningen

  1. Bereken gemiddelde (± 1 SD) intra- en inter-subject waarden voor zowel de werkelijke COP-BCOM afstanden en genormaliseerde waarden als aandeel van dominante onderste ledematen lengte proefpersonen.
  2. Bereken variatiecoëfficiënten (COV) voor de gemiddelde inter-subject data.
  3. Bereken intra-subject variatie per gebeurtenis met behulp van twee-weg mixed effects model intra-class correlatie coëfficiënt (ICC 32.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Alle proefpersonen steeg met hun voeten geplaatst op de twin kracht platforms, wat leidt met hun niet-dominante ledemaat volgens de instructies. De normale gang werd waargenomen met onderwerpen netjes intensivering op de andere platforms en 3D-optische basis van bewegingsanalyse met succes gevolgd hele lichaam beweging tijdens 5 herhaald doelgericht STSW taken stijgen van 120% KH. Gelijktijdig COP en BCOM mediolateral (ML) en anteroposterior (AP) verplaatsingen tussen zitting-off en IC2 (100% STSW cyclus), bestaande uit: stijging, pauze, gait initiatie (GI), stap 1 en stap 2 zijn respectievelijk weergegeven in figuur 5A en 5B voor het eerste onderwerp (linkerbeen (niet-dominante) lood). In de ML vliegtuig, was er een verwaarloosbare COP of BCOM verplaatsing vanaf de zitplaats-off om GI ontstaan. Echter, na GI begin COP verplaatst naar links weg van het staande been in de richting van de swing ledemaat - te scheiden van de BCOM, die naar rechts verplaatst. Vervolgens wordt de COP lateraal displaces naar rechts in de richting van de latere houding ledematen, het passeren van buiten de BCOM rechts voordat toe-off. Daarna, in stappen 1 en 2, de BCOM volgt een sinusvormige verschuiving, de COP verplaatsen verdere zijdelings in één been staan ​​(figuur 5A).

figuur 5
. Figuur 5. COP en BCOM Verplaatsingen panelen tonen het eerste onderwerp verbintenis STSW van 120% KH met niet-dominante ledemaat-lood; in dit geval linker been lead. De tijdas is genormaliseerd tot percentage tussen rugleuning uit en eerste contact 2 (IC2). A) mediolateral verplaatsing. Y-as richting labels ten opzichte van de bal (linker) poot. Lijnen tonen COP en BCOM gegevens die overeenkomen met elke proef, de dikke lijnen vertegenwoordigt het gemiddelde, en schaduwrijke gebieden vertegenwoordigen ± 1SD rond het gemiddelde. B) Anteroposterior verplaatsingen. Y-as richting labels ten opzichte van de bal (linker) poot. Lijnen tonen COP en BCOM gegevens die overeenkomen met elke proef, de dikke lijnen vertegenwoordigt het gemiddelde, en schaduwrijke gebieden vertegenwoordigen ± 1 SD rond het gemiddelde. C) COP-BCOM horizontale afstand. Lijnen geven de afstand gegevens die overeenkomen met elke proef, de dikke lijn vertegenwoordigt het gemiddelde en schaduwrijke plek vertegenwoordigt ± 1 SD rond het gemiddelde. Seat-off en toe-off 1 evenementen en maxima tijdens de stappen 1 en 2 zijn gemarkeerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In de AP vliegtuig, de COP op zitting-off begint in de voorkant van de BCOM, en terwijl ze allebei vooruit tijdens het stijgen; hun scheiding vermindert gestaag voordat het samenvoegen bij rechtop. Na de pauze fase de BCOM versnelt vooruit door GI en de stappen 1 en 2. In tegenstelling, de COP verplaatst naar achteren op GI begin en dan naar voren na toe-off, maar blijft achter de BCOM hele stap 1. De COP, echter, loopt langs de BCOM tijdens stap 2 na het eerste contact 1 kans om te corresponderen met de overgang naar één been houding . COP verplaatsing naar voren dan vertraagt ​​en loopt achter de BCOM weer net voor mid-houding / swing (Figuur 5B).

De horizontale afstand tussen COP en BCOM, gedurende de STSW cyclus, levert een samenstelling van de vlakke beschrijving van COP en BCOM verplaatsingen. Deze aanpak vereenvoudigt de complexe interactie van de COP en BCOM verplaatsing verschaffen van een index van de positionele stabiliteit (Figuur 5C).

Intra-subject COP-BCOM afstanden waren consistent bij zitplaats-off, TO1, en tijdens stap 1 en 2 op grond van sterke intraclass correlatiecoëfficiënten op alle 4 evenementen. InBovendien, de meetfout (Tabel 5), of gemeenschappelijke standaarddeviatie van herhaalde metingen 32, was klein: 9 mm (seat-off) en 12 mm (TO1, stap 1, stap 2) voor alle vakken. Een andere handige manier om meetfouten te presenteren is de herhaalbaarheid statistiek (tabel 5). Het vertegenwoordigt de grootte van het verwachte verschil tussen 2 herhaalde metingen 95% van de tijd en tussen 24 mm en 34 mm voor de 4 events.

Interindividuele COP-BCOM scheidingsafstanden waren consistent (Tabel 6) en rugleuning af en TO1, behalve tijdens stap 1 en 2. In dit homogene, gezonde volwassen groep; Onderwerp been-length range (0,803-0,976 m (tabel 1)) 33 en variantie was klein (gemiddelde 0. 855 m; SD 0,051 m). Hoewel het niet typerend voor COP-BCOM afstanden normaliseren om beenlengte en Figuur 6 verwaarloosbare verschillen tussen genormaliseerd en de VN-norm alized inter-subject betekenen COP-BCOM data, normalisering doet verminderen van de coëfficiënt van variantie (COV; tabel 6).

tabel 5
Tabel 5:. COP-BCOM Afstanden Intra (5 studies) en inter-subject gemiddelde ± 1 SD data wordt getoond als de werkelijke afstanden en genormaliseerd op niet-dominante beenlengte voor discrete afstanden te vervoeren-off en TO1, en maximale afstanden te onderwerpen tijdens stap 1 en stap 2.

tabel 6
Tabel 6:. Intra-subject Variation ICC (95% betrouwbaarheidsinterval) en meetfout (gemiddelde intra-subject SD afstand in m) en herhaalbaarheid statistieken 32 worden getoond per gebeurtenis.

323 / 54323fig6.jpg "/>
Figuur 6. Binnen en Between-onderwerp COP-BCOM Afstanden. (A) Un-genormaliseerd. Elke lijn vertegenwoordigt binnen-subject betekenen COP-BCOM afstand. De dikke lijn geeft de tussen-subject gemiddelde afstand. (B) genormaliseerd tot Dominant Been Lengte. Elke lijn vertegenwoordigt binnen-subject betekenen COP-BCOM afstand als percentage van de dominante beenlengte van het onderwerp. De dikke lijn geeft de tussen-subject gemiddelde afstand als percentage van de dominante beenlengte van het onderwerp.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De sit-to-stand-en-wandeling (STSW) protocol gedefinieerd kan worden gebruikt om dynamische posturale controle testen bij complexe overgangsperiode beweging in gezonde individuen of groepen patiënten. Het protocol bevat de beperkingen die zijn ontworpen om patiënten met pathologie om deel te nemen, en het opnemen van het uitschakelen van het licht betekent dat het ecologisch valide en doelgericht. Aangezien het eerder die leiden ledematen is aangetoond en opstaan ​​uit een hoog (120% KH) zitting niet fundamenteel van invloed taak dynamiek tijdens STSW 20, kan de hier beschreven methoden worden toegepast als een standaard protocol. Dit STSW protocol geldigheid heeft, omdat in vergelijking met gezonde personen, patiënten vinden een stijging van geringe hoogte zitting een uitdaging 10, de neiging om het genereren van meer horizontale momentum 7 en aparte stijgende alvorens gang vanuit een brede voet positie 11 met hun aangedane been 7. Dit document beschrijft ook hoe COP te berekenen en BCOM displacement tijdens STSW, waaruit de horizontale scheiding tussen COP en BCOM - een index van de dynamische stabiliteit 16 - kan worden afgeleid tussen zitting-off en de tweede stap.

De resultaten zijn afhankelijk van een aantal kritische stappen in het protocol. Ten eerste is het verwijderen van artefactual licht en een optimale belichting camera-instellingen die nodig zijn om de nauwkeurigheid van de optische 3D-marker-tracking te garanderen. Ten tweede, aandacht voor de vangst volume wanneer het kalibreren is een belangrijke overweging voor motion capture nauwkeurigheid verder te optimaliseren. Ten derde, kracht plaat synchronisatie met de motion capture systeem met behulp van een passende schaal factor vermindert de kans op fouten in de grootte van de resulterende grond reactie kracht vector. Vierde precieze krachtplaat identificatie in de 3D-ruimte is kritisch. Speciale aandacht dient te geschieden bij het ​​lokaliseren PRS elk bord's, en validatie van deze nauwkeurigheid moet een routine 34 zijn. Dit zorgt ervoor dat de kracht plaat structuur eennd rendering tijdens post-processing is geoptimaliseerd voor de presentatie van hoge kwaliteit COP data. Ten slotte is de belangrijkste bijdrage aan BCOM verplaatsing schatting fouten zijn onjuist marker positionering, het lokaliseren van gezamenlijke centra en de huid bewegingsartefacten 35. Daarom moet ervaring in anatomische palpatie en vaststelling van de CAST methode 18 worden beschouwd vereisten. Andere technieken omvatten het met minder markers of zelfs een bijzondere schatter van BCOM positie tijdens het lopen, zoals sacrale inertiaalsensoren. Deze techniek vereist validatie 36 en is van beperkt nut wanneer rotorlichaam oriëntaties afwijken van de verticale stand dwz. Gedurende 37 stijgen. Zo meerdere camera kwantificering van BCOM blijft de gouden standaard techniek voor STSW.

Met deze stappen als in een gezonde populatie, intra-individuele variabiliteit in STSW laag is, rechtvaardigen middeling over studies met een hoge mate van vertrouwen.Bovendien, lage (gezonde) inter-variabiliteit suggereert vergelijking met een dergelijke (lab specifieke) normatieve gegevens zou een hoge gevoeligheid om de verschillen veroorzaakt door pathologie. Hoewel, inter-variabiliteit was laag, verminderd COV kan worden bereikt door het normaliseren voor beenlengte. Een aspect dat nader onderzoek verdient is de STSW pauze fase. Gezonde proefpersonen zelf gekozen voor een gemiddelde (± SD) pauze fase van 0,84 sec (± 0,07). Of dit verschil in pathologische groepen, en zo ja, of er geen effect op de stabiliteit tijdens de overgang nog worden bepaald.

De mate van COP-BCOM scheiding varieert tijdens de verschillende fasen van STSW. De grootste COP-BCOM afstanden waren zitplaats-off, TO1, en net voor de voet contact tijdens de stappen 1 en 2. Deze vormen de grootste uitdaging om de posturale controle systemen en zijn daarom gedefinieerd als de gebeurtenissen van belang. Verminderde COP-BCOM scheiding is geassocieerd met verhoogde positionele stability, maar geeft verminderde posturale stabiliteit 31. Bij rugleuning af als het lichaam overgaat van een stabiele naar een onstabiele draagvlak wordt positiestabiliteit bewerkstelligd hetzij posterior plaatsing van de voeten of voorste positie van de romp ten opzichte van de zitting, die beide vaak gezien in functioneel nierfunctie 38,39. Na de pauze, BCOM-COP distantieert stijging in GI; de integratie van de anticiperende, houdings "release" en "lossen" sub-fasen 15 en een bewegingsapparaat swingende ledemaat fase. Het einde van de GI en de start van stap 1 optreedt bij TO1; waarbij relatief meer COP-BCOM afscheiding geassocieerd met BCOM voorwaartse versnelling veroorzaakt door de gecombineerde GI fasen, waarvan de uitkomst hoger lopen snelheid 40. Daarom COP-BCOM distance zitplaats-off en TO1 kandidaat dynamische posturale stabiliteit variabelen vertegenwoordigen worden getest in pathologische groepen.

Bovendien maximale COP-BCOMafstand pieken optreden consequent tijdens de stappen 1 en 2 aan het eind van enkele steun. Dit zijn belangrijke gebeurtenissen te meten omdat stappen 1 en 2 geven de periode waarin steady-state gang gerealiseerd. Grotere gemiddelde COP-BCOM afstanden tijdens stap 1 in vergelijking met stap 2 in alle, maar een gezonde persoon met behulp van het protocol werden waargenomen. Stap 1 blijft een deel van het bewegingsapparaat versnellingsfase voordat steady-state gang wordt bereikt aan het eind van stap 2 12 dus stap 1 wordt beïnvloed door zowel posturale en bewegingsapparaat controle eisen en is meer stabiel dan positioneel volgende stappen in gang.; een functie ondersteund op de kans op vallen bij elke dag overgangsperiode bewegingen 41. Stap 2 is niet minder belangrijk omdat het het begin van de steady-state gait vertegenwoordigt. Daarom zijn maximum COP-BCOM afstanden tijdens beide stappen 1 en 2 fasen aangegeven STSW analyse.

Tot slot, dit STSW protocol breidt het gebruik van COP-BCOM horizontale SEPArantsoen te STSW en onze voorlopige resultaten geven een eerste normatieve dataset voor gezonde personen. COP-BCOM afstanden genormaliseerd tot beenlengte bij zitplaats-off, TO1, en stap 1 en 2 maxima tijdens de uitvoering van een doelgerichte STSW paradigma is een nieuwe methodologie voor de evaluatie van de dynamische posturale stabiliteit. Het biedt de mogelijkheid het afleiden zeer consistente normatieve globaal of lokaal datasets die vergelijkbaar met UMN gewonde patiënten of andere gecompromitteerde patiëntengroepen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

De auteurs willen graag bedanken Tony Christopher, Lindsey Marjolein aan het King's College in Londen en Bill Anderson aan de London South Bank University voor hun praktische ondersteuning. Dank ook aan Eleanor Jones aan het King's College in Londen voor haar hulp bij het verzamelen van de gegevens voor dit project.

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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics