JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
行为学

Driedimensionale Gait klinische georiënteerde analysemethode voor het uitrekenen van Gait stoornis

Published: March 04, 2018
doi:
10.3791/57063
, , , , , ,
1Department of Rehabilitation Medicine, School of Medicine,Fujita Health University, 2Faculty of Rehabilitation, School of Health Science,Fujita Health University, 3Department of Rehabilitation,Fujita Health University Hospital, 4Department of Advanced Rehabilitation Medicine, Graduate School of Medical Science,Kyoto Prefectural University of Medicine

Summary

In deze studie wordt een clinicus-vriendelijke driedimensionale gait analysemethode, die werd ontworpen om te worden uitgevoerd in de Schwertbad, gepresenteerd. De methode bestaat uit een vereenvoudigde meetmethode en intuïtieve cijfers om clinici inzicht in de resultaten.

Abstract

Driedimensionale ganganalyse (3DGA) wordt getoond aan een klinische nuttig instrument voor de beoordeling van gait afwijking als gevolg van bewegingsstoornissen. Het gebruik van 3DGA in werkelijke klinieken blijft echter ongewoon. Mogelijke redenen kunnen omvatten de meting van het tijdrovende proces en de problemen in het begrip van de meetresultaten, die zijn vaak gepresenteerd met behulp van een groot aantal grafieken. Hier presenteren we een clinicus-vriendelijke 3DGA methode ontwikkeld om het klinische gebruik van 3DGA. Deze methode bestaat uit vereenvoudigde voorbereiding en meting processen die kunnen worden uitgevoerd in een korte periode in klinische instellingen en intuïtieve resultaten presentatie te vergemakkelijken van clinici inzicht in resultaten. De snelle en vereenvoudigde meetprocedure wordt bereikt door het gebruik van minimale merkers en meting van patiënten op een loopband. Om te vergemakkelijken de clinicus begrip, worden resultaten gepresenteerd in de cijfers zijn gebaseerd op de clinici perspectief. Een Lissajous overzichtsfoto (LOP), waarop de trajecten van alle markeerders vanuit een holistisch standpunt, wordt gebruikt om intuïtief begrip van gait patronen. Abnormale gait patroon indexcijfers, die gebaseerd zijn op clinici perspectieven in gait evaluatie en gestandaardiseerde met behulp van de gegevens van gezonde proefpersonen, worden gebruikt om te evalueren in welke mate van typische abnormale gait patronen in beroerte-patiënten. Een beeltenis van de analyse van de teen klaring strategie, die hoe patiënten rekenen op normale en compenserende strategieën toont tot teen klaring, grafiek wordt ook gepresenteerd. Deze methoden kunnen uitvoering van 3DGA in klinische instellingen vergemakkelijken en ontwikkeling van strategieën voor meting van de clinician’s oogpunt verder te stimuleren.

Introduction

Eerdere studies is gebleken het nut van driedimensionale ganganalyse (3DGA) voor de evaluatie van gait na beroerte1,2,3. Studies met kwalitatief hoogwaardige beweging analysesystemen hebben verstrekt substantiële inzicht in menselijke gait patronen, niet alleen voor die van gezonde proefpersonen, maar ook die als gevolg van verschillende bewegingsstoornissen zoals beroerte of cerebrale parese4,5 . Begrip pathologie, beoordeling van de patiënten voorafgaand aan de behandeling voor het plannen, of interventie effecten kunnen allemaal worden bevorderd met 3DGA6monitoren. Verder verschillende recente studies hebben aangetoond dat het potentieel van 3DGA om een gids voor rehabilitatie training7,8.

Het gebruik van 3DGA in de dagelijkse klinische praktijk is echter nog beperkt. Een van de belangrijkste onderwerpen is een tijdrovend proces. Marker sets gebruikte in gait analyse9,10,11 bestaan uit meer dan 30 markeringen voor het gehele lichaam meten. Deze marker sets kunnen zeer nauwkeurige schatting van de beweging van de ledematen en romp. Dit draagt bij tot de nauwkeurigheid van de analyse, die meestal wordt gedaan uit de gegevens van een beperkt aantal stappen die kunnen worden vastgelegd met camera’s geplaatst rond een wandelpad. Dit vereist echter een tijdrovende voorbereiding en meting processen, die het gebruik van 3DGA in de dagelijkse klinische praktijk belemmert.

Een ander nadeel aan het gebruik van 3DGA in een klinische setting is dat het moeilijk te interpreteren van de resultaten12kan zijn. De resultaten van 3DGA worden meestal weergegeven in grafieken beeltenis van parameters zoals gezamenlijke hoeken en verplaatsing van lichaamsdelen. Gait evaluatie in de rehabilitatie klinieken impliceert echter niet alleen evaluatie van het verkeer van lichaamsdelen maar ook holistische bewegingspatronen. De laatste kan alleen worden begrepen door de relaties tussen deze parameters te bepalen, en de moeilijkheid daarbij betrokken dus maakt clinici minder bereid te gebruiken 3DGA.

Om deze problemen aan te pakken en het gebruik van 3DGA in de Schwertbad te vergemakkelijken, stellen wij voor een vereenvoudigde en intuïtieve meetmethode voor 3DGA. De meetmethode bestaat uit de volgende: (1) een vereenvoudigde marker set met 12 merkers; (2) meting van patiënten op de loopband; (3) een intuïtieve holistische figuur van gait patronen; (4) abnormale gait patroon indexcijfers gevalideerd door klinische observatie; en (5) visualisatie van de functies van de strategie van de gang. Het protocol komt te staan in deze studie volgt de richtsnoeren inzake medische ethische commissie van de instelling.

Protocol

1. voorbereiding Opmerking: De hierin voorgestelde methode voor de meting maakt gebruik van een vereenvoudigde marker set, bestaande uit twaalf markers, zoals hieronder beschreven. Het proces van de gehele meting, met inbegrip van voorbereiding, kan worden uitgevoerd binnen 20 min. De haalbaarheid van dit protocol in echte klinische instellingen heeft geverifieerd in eerdere studies13,14,15,16,17. Voer het kalibratieproces volgens protocol van de fabrikant. Instrueren van patiënten om te dragen gemakkelijke pasvorm, nauwsluitende beenmode, en plaats de gekleurde markeringen op de patiënt, zoals hieronder beschreven. Markeringen (30 mm diameter) plaats op de volgende punten op het lichaam van de patiënt: beide acromia, heupen (op punten een-derde van de weg van de grotere trochanter van het dijbeen langs een lijn tussen elk anterior superior iliac wervelkolom met elke grotere trochanter), knieën (op de middellijn van de anterior-posterior diameter van elke laterale epicondylus van het dijbeen), enkels (laterale malleoli), tenen (vijfde metatarsale hoofden) en iliacale toppen (op de positie van elke iliac crest op een verticale lijn passeren de heupen). 2. meting Stel de snelheid van de loopband en gait patronen meten. Instrueer de patiënt om te voeren de test 10 m lopen. Een subjectief comfortabele gait snelheid instellen. De snelheid van de loopband, beginnend bij 70% van de ruim instellen grond gait en geleidelijk verhogen van de snelheid, vind je het comfortabele gait snelheid op de loopband. Maatregel lopen. Voor een enkele sessie duurt het 20 s. Als de verschillende omstandigheden (bv. gait snelheid, orthese enz.) moet worden vergeleken, meerdere sessies uit te voeren. In dat geval hebben patiënten rusten gedurende 1 minuut tussen de sessies.Opmerking: Hoewel 3DGA systemen met infraroodcamera’s vaak in 3DGA onderzoek gebruikt worden, een videogebaseerd vereenvoudigd analyse bewegingssysteem (sampling-frequentie: 60 Hz; bijvoorbeeld, Kinematracer) wordt gebruikt in dit protocol in te korten van het kalibratieproces. 3. de gegevensanalyse Tijd-afstand factorenOpmerking: Tijd-afstand parameters zijn gemeenschappelijk en fundamentele parameters gebruikt in gait analyse studies. Gebeurtenissen van voet eerste contact en voet-off worden automatisch door het systeem op basis van teen en enkel marker trajecten bepaald. Om fouten te voorkomen in stap detectie, hebben twee ervaren fysiotherapeuten de juistheid van timing en aanpassen als er fouten in timing van de stap. Uit deze gedetecteerde stap tijdsinstellingen, bereken het volgende: Berekenen van de trapfrequentie (stappen/min) = 60 × 2 / SC (s) Slaglengte (m) berekenen = GS (m/s) × SC (s) + (de verplaatsing van enkel markering van de voet contact met de voet contact van dezelfde kant) Slaglengte (m) berekenen = GS (m/s) × (de tijd van voet contact van de ene kant aan de voet van contact van de andere kant) + (het gemiddelde verschil in de positie van de enkel op voet contact van de ene kant en de andere kant) Berekenen van stap breedte (m) = de gemiddelde zijdelingse afstand tussen de beide markeringen van de enkel tijdens de fase van dubbele houding Berekening van de duur van de dubbele houding: de som van dubbele houding fase die tweemaal tijdens een gang cyclus verschijnt; de tijd tussen voet contact van de ene kant en de daaropvolgende voet van aan de andere kant. Berekening van de duur van één houding: de gemiddelde tijd tussen voet af en latere voet contact met aan de overkant.Opmerking: SC (stap cyclus): de gemiddelde tijd tussen hiel contact van de ene kant hiel contact van dezelfde kant. ** GS (Gait snelheid) Lissajous overzichtsfoto (LOP)Opmerking: LOPs zijn ontworpen als een figuur uit de gezamenlijke trajecten van de marker op grote gewrichten met als doel te vergemakkelijken begrip revalidatie patiënten holistische gait patronen14 (Zie Figuur 1). LOPs uit trajecten op de coördinaten van tien merkers en het virtuele zwaartepunt (COG) genereren in de horizontale (x-y), Sagittaal (y-z) en coronale (z-x) vliegtuigen (x: links/rechts, y: anterior/posterior, z: superior/inferior). Teken het LOP met de software of door de aanleg van een scatterplot dat betrekking heeft op het bereik van de beweging van alle markeringen op een spreadsheet-software. De virtuele COG door hypothese van elk segment van het lichaam als volgt te berekenen: stam, 0,66; dij, 0,1; lagere dij, 0.05; en voet, 0.02. Vervolgens berekenen COG als het centrum van de samenstelling van de segmenten. Bij iedere markeerdraad, extract van onbewerkte gegevens voor de drie onderdelen (x, y en z) voor elke gang cyclus, normaliseren deze door gang cyclus en de gemiddelden. Gemiddelde waarden van de x – en y-componenten van de virtuele COG ingesteld op 0 en gebruik deze als verwijzingen voor de x – en y-componenten van de markeringen. Berekening van abnormale Gait Index voor Hemiparetic GaitOpmerking: Meerdere gemeenschappelijke gait patronen zitten bekend voor zitten kenmerken van hemiparetic gait na een herseninfarct. Het gaat hierbij om hip wandelen, circumduction en laterale schuifmodule van de stam18. Indexen voor abnormale gait patronen zijn ontwikkeld om te kwantificeren van de omvang van deze gait patronen13,16,17. Tot op heden hebben tien abnormale gait indexcijfers (hip hiking, circumduction, voorvoet contact, retropulsion van de heup, de overdreven hip externe omwenteling, de buitensporige laterale schuifmodule van de romp over de onaangetast kant knie extensor stuwkracht, gebogen-knie gait, onvoldoende knie flexie tijdens de fase van de schommel en mediale zweep) zijn gemeld. De formule voor elke index wordt weergegeven in tabel 1. De ruwe waarde van de indexen berekend volgens de formules te berekenen. Bijvoorbeeld de ruwe waarde van de index voor hip wandelen als het verschil tussen de maximale waarde van de z-coördinaat van de markering van de heup tijdens de fase van de schommel en de gelijktijdige z-coördinaat van de markering van de contralaterale heup, gecorrigeerd voor het gemiddelde berekenen links-rechts verschil van de z-coördinaat tijdens de dubbele ondersteuningsperiode. Berekenen van de deviatie score (t-score) op basis van meetgegevens van gezonde proefpersonen. De gestandaardiseerde score als volgt berekenen: T = 50 + 10 × (X−µ) / δ (T: deviatie score; X: individuele gegevens; µ: gemiddelde ruwe waarde van de gezonde proefpersonen; Δ: standaarddeviatie). Analyse van Teen Clearance strategieOpmerking: Strategieën voor de goedkeuring van de teen tijdens swing variëren sterk tussen gezonde proefpersonen en in patiënten met lagere ledemaat parese. Bij gezonde proefpersonen, wordt teen goedkeuring bereikt door ledemaat verkorten, met minimale bewegingen van het bekken of de romp. Aan de andere kant, patiënten met parese kunnen de veiling niet hun ledematen in dezelfde mate. Voor deze patiënten teen de resulterende compensatiestrategieën, zoals Pelvische tilt of circumduction ook invloed op de klaring19. In deze analyse, de hoogte van Teen uitklaring aan halverwege schommel is verdeeld in twee delen: de verticale winst bereikt door ledemaat verkorting en die opgedaan door compenserende bewegingen, die rechtstreeks van invloed zijn op Teen klaring. De componenten die deel uitmaken van de teen klaring (verticale component van ledematen te verkorten, bekken obliquiteit, hip ontvoering, en gewelf) worden berekend zoals hieronder beschreven. Totale teen klaring van de z-coördinaat van het vijfde metatarsale hoofd als een index van Teen klaring berekenen. Berekenen van de verticale component van ledematen verkorten als de z-coördinaat van de verandering in de afstand tussen de heup en het vijfde metatarsale hoofd. De verticale component van compenserende verkeer worden berekend door optelling van de drie subonderdelen, als volgt. De verticale component van bekken obliquiteit te berekenen als het verschil in de hoogte (z-coördinaat), van markeringen in een hip. Berekenen van de verticale component van hip ontvoering als de afstand tussen de heup en het vijfde metatarsale hoofd en de hoeken van de ontvoering. Dit weerspiegelt de opwaartse afstand die de voet als gevolg van hip ontvoering verplaatst zou als was er geen verandering in de onderste ledematen lengte. Berekenen van de verticale component van het gewelf van de verandering in z-coördinaat van de contralaterale heup tussen halverwege houding en halverwege swing20.

Representative Results

De hier vermelde methode wordt gebruikt ter beoordeling van patiënten met aandoeningen van de gang. De resultaten van de analyse worden in Figuur 4 Figuur 2en Figuur 3gepresenteerd. Deze cijfers tonen de resultaten van de vereenvoudigde 3DGA van een patiënt met hemiparesis en een gezond beheer. Figuur 2 toont een LOP vertegenwoordiger van van de patiënt van een beroerte volledig gait patroon. In deze patiënt, werden typische gait patronen zoals circumduction, hip hoogte en zijdelingse beweging van de trunk waargenomen. Figuur 3 is een radar grafiek weergegeven: beroerte patiënten abnormale gait index (deviatie score). Gestandaardiseerde scores van circumduction en heup hoogte waren hoog, die aangeeft dat deze bewegingen in lijn patiënten veel groter dan de standaard van gezonde proefpersonen waren. Ten slotte, Figuur 4 is een grafiek beeltenis van Teen klaring strategieën van de patiënt van een beroerte en een leeftijd-matched gezonde onderwerp. In de gezonde onderwerp, wordt teen goedkeuring gewoonlijk bereikt door ledematen te verkorten, overwegende dat in de lijn-patiënt, het gebeurt voornamelijk door compenserende bewegingen zoals bekken obliquiteit en gewelf. Figuur 1: Lissajous overzichtsfoto (LOP) bestaande uit drie cijfers: (A) sagittale vlak, (B) coronale vlak en het horizontale vlak (C) . Elk traject toont de bewegingen van de gemiddelde gait-cyclus van gezamenlijke markers en hypothetische centrum van de zwaartekracht. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 2: Lissajous overzichtsfoto (LOP) van een representatieve beroerte patiënt: (A) sagittale vlak, (B) coronale vlak en het horizontale vlak (C) . Toegenomen kofferbak beweging (witte pijl), heup wandelen (zwarte pijl) en circumduction (grijze pijl) werden waargenomen vanuit een holistisch overzicht met behulp van LOP. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 3: radardiagram van abnormale gait indexcijfers. De gemiddelde score van gezonde proefpersonen is ingesteld op 50. Een hoge standaardscore vertegenwoordigt hoge abnormaliteit. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 4: grafiek teen klaring strategieën die bij een beroerte patiënt vs. een gezonde onderwerp. Teen goedkeuring wordt bereikt uitsluitend door ledemaat inkorten in de gezonde onderwerp, overwegende dat de compenserende bewegingen (hip wandelen, hip ontvoering en gewelven) ook van invloed op Teen mijnen in de lijn-patiënt. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Gait patronen Formule Hip wandelen het verschil tussen de maximale waarde van de Z-coördinaat van de markering van de heup tijdens de fase van de schommel en de Z-coördinaat van de markering van de contralaterale heup op hetzelfde moment, gecorrigeerd voor het gemiddelde verschil van het links-rechts van de Z-coördinaat tijdens het dubbele ondersteuningsfase Circumduction het verschil in afstand tussen de laterale-meeste X coördineren van de gezamenlijke markering van de enkel tijdens 25-75% van de swing fase en de mediale-meeste X coördineren tijdens 25-75% van de fase van de houding Voorvoet contact het verschil in afstand tussen de Z coördinaat van de markering voor de gezamenlijke enkel en de Z-coördinaat van de markering van de teen bij het eerste contact, verminderd met het verschil in afstand tussen de Z-coördinaten van de enkel gezamenlijke marker en teen marker tijdens staande Retropulsion van de heup de gemiddelde afstand tussen de Y-coördinaat van het enkelgewricht en de Y-coördinaat van het heupgewricht in de fase één houding Overdreven hip externe omwenteling de gemiddelde afstand tussen de X-coördinaat van de gezamenlijke enkel en de X-coördinaat van de teen in de swing-fase Buitensporige laterale schuifmodule vande stam de onaangetast zijde de gemiddelde afstand tussen(1) de laterale meeste X-coördinaat van het middelpunt tussen de bilaterale acromions in het deel van de dubbele houding fase waarin het aangetaste been is gelegen achter het onaangetast been en de fase van de schommeling van getroffen been en(2) de gemiddelde X-coördinaat van het middelpunt tussen de gewrichten van de bilaterale enkel in het deel van de dubbele houding fase waarin het aangetaste been is gelegen achter het onaangetast been Knie extensor stuwkracht het verschil tussen de maximale Y coördineren snelheid van de knie in de fase van één houding van het aangetaste been en de loopband gait snelheid Gebogen-knie gait de maximale knie extensie hoek in de fase één houding van het aangetaste been Onvoldoende knie flexie tijdens de fase van de schommel de maximale knie flexie hoek in de fase van de schommel in vergelijking met de hoek van de knie flexie voor de gezonde proefpersonen Mediale zweep de afstand tussen de laterale-meest coördinaat van de gezamenlijke tijdens 75-100% van de fase van de houding en de mediale-meest enkel X X-coördinaat van de gezamenlijke tijdens 25-75% in de fase van de houding van het aangetaste been enkel X, Y en Z coördinaat geeft lateromedial, anteroposteriol en verticaal, respectievelijk Tabel 1: Formules voor abnormale gait patronen

Discussion

In het huidige verslag, werd een vereenvoudigde 3DGA-methode voorgesteld. Dit systeem werd ontworpen om te worden gebruikt in de dagelijkse praktijk en omvat een vereenvoudigde meetmethode en een clinicus-vriendelijke presentatie van resultaten.

Verscheidene eerdere verslagen hebben gebruik gemaakt van 3DGA en een basiskennis van menselijke gang geweest eerder gevestigde21. 3DGA heeft het potentieel om bij te dragen aan rehabilitatie klinieken, bijvoorbeeld door het verbeteren van het inzicht van de pathologie van gait stoornissen, voor gebruik bij de planning van de behandeling, of bij het toezicht op interventie effecten. Het gebruik van 3DGA in rehabilitatie klinieken blijft echter vrij laag. Er zijn verschillende mogelijke belemmeringen voor het gebruik van 3DGA in klinische instellingen. De tijd die nodig is waarschijnlijk een belangrijk obstakel want onderzoek gebaseerde 3DGA meestal aanzienlijke voorbereidingstijd vereist (dwz., voor de kalibratie van het systeem en de montage van de markeerders). Een andere kwestie is dat de interpretatie van de resultaten uitdagende worden kan. Gait stoornissen bestaan meestal uit verschillende afwijkingen van de beweging, en inzicht in de verschillende grafieken die voortvloeien uit de analyse vereist ervaring. Op het gebied van klinische haalbaarheid zou analysesystemen met vereenvoudigde methoden en intuïtieve gegevenspresentatie nuttig.

De aanzienlijke voorbereidingstijd vereist voor het uitvoeren van bestaande analyse methoden is gerelateerd aan het streven naar hoge meetnauwkeurigheid. Echter, de snelheid van de beweging van patiënten met aandoeningen van de gait is beperkt en in de dagelijkse praktijk van de revalidatie kunnen wij niet dit niveau van nauwkeurigheid vereisen. In de huidige methode, het protocol is vereenvoudigd en kan worden uitgevoerd in een geselecteerde periode kort genoeg voor haalbaarheid in de dagelijkse praktijk van de revalidatie moet tijdens het behoud van de eisen voor de evaluatie van patiënten met beweging stoornissen13 , 15 , 16 , 17.

In de huidige methode, de methode van presentatie van de resultaten de klinische voldoet. In rehabilitatie klinieken beginnen therapeuten in het algemeen met een evaluatie van de holistische gait patronen. Het LOP is ontworpen om te helpen clinici evalueren holistische gait patronen intuïtief met behulp van een representatieve voorstelling (dwz., een cijfer) in welke marker trajecten worden geplaatst volgens de werkelijke positionele relaties. De ontwikkeling van abnormale gait indexen gebruikt hierin was ook gebaseerd op klinische ervaring. Indexen werden ontwikkeld om het kwantificeren van de omvang van klinisch gemeenschappelijk abnormale gait patronen waargenomen bij patiënten van de lijn, en de gelijktijdige rijbevoegdheden voor alle indices zijn bevestigd via klinische observatie door fysiotherapeuten13, 15,16.

Naast het feit dat een objectieve evaluatiemethode waarin klinische ervaring, zal de voorgestelde methode ideaal bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe strategieën voor revalidatie. De analyse van Teen klaring strategieën gaat verder dan conventionele klinische evaluatie en heeft het potentieel om bij te dragen tot de planning van gerichte revalidatie behandelingen. In de voorgestelde methode en analyse, worden clinici gepresenteerd met twee doelen voor rehabilitatie; de omvang van de teen van mijnen en de omvang van de vergoeding te bereiken. Op zich is verhoging van de teen goedkeuring belangrijk voor het veilig lopen; echter, vermindering van de vergoeding kan wandelen efficiëntie22ook verbeteren. In de huidige methode, clinici zou hebben toegang tot beide sets met gegevens als indexcijfers van het veilige lopen en wandelen-efficiëntie, die bijdragen aan de ontwikkeling van kan gerichte revalidatie strategieën ter verbetering van de veiligheid en efficiëntie van het lopen in revalidatie van patiënten.

Gelet op de bovengenoemde kwaliteiten, kan deze methode van meting en analyse het gebruik van 3DGA in de Schwertbad vergemakkelijken door middel van een objectieve methode om te evalueren gait patronen bij patiënten van revalidatie. Bovendien kan hierdoor meer accurate schatting van het effect van de interventie dan van gewone schalen gebruikt in de kliniek, die tot verdere verbetering van de kwaliteit van de interventie op het gebied van rehabilitatie bijdragen kan.

Deze studie was niet zonder beperkingen. Gezien het beperkte aantal markeringen en relatief lage samplefrequentie, de nauwkeurigheid van de meting in dit systeem is mogelijk beperkt in vergelijking met bestaande systemen. Dit is een belangrijke overweging bij het analyseren van de snelle bewegingen zoals die van sport professionals. In het bijzonder bij de beoordeling van de gezamenlijke hoeken of gezamenlijke bewegingen, kan de vereenvoudigde marker set gebruikt bij deze methode onvoldoende zijn tot gemeenschappelijke standpunten nauwkeurig te schatten. Dienovereenkomstig, de analyse die op de gezamenlijke beweging, zoals de analyse benadrukt voor de planning van cerebrale parese chirurgie, kan ook worden beperkt met dit vereenvoudigde systeem. Hoewel het systeem was gevalideerd door de klinische evaluatie, hebben de psychometrische eigenschappen van deze methode nog niet is gedefinieerd in vergelijking met de methode van de gouden standaard. De technische beperkingen moeten verder worden bevestigd in toekomstige studies.

Bij patiënten met aandoeningen van de gang, beweging snelheid is echter beperkt en verschillen in prestaties zijn duidelijk in vergelijking met gezonde proefpersonen. Daarom, in de dagelijkse praktijk, we kunnen niet verzoeken om de mate van nauwkeurigheid geboden door bestaande methoden. Verder in deze methode, worden resultaten gepresenteerd als een gemiddelde gait patroon gedurende 20 s meting, die langer is dan die van de meeste conventionele methoden van meten bovengronds gait. Deze functie kan verbeteren de nauwkeurigheid en de betrouwbaarheid van de meting.

Tot slot, in deze studie, dat een vereenvoudigde en intuïtieve 3DGA-methode werd ingevoerd. Ter vergemakkelijking van het gebruik van 3DGA bij het verbeteren van de kwaliteit van rehabilitatie klinieken, moet een klinisch haalbaar meetmethode ontwikkeld worden. De behandelaar-vriendelijke methode geïntroduceerd hier kan stimuleren verdere ontwikkeling van klinisch haalbaar meting modellen en de uitvoering van 3DGA in dagelijks rehabilitatie klinieken.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Deze studie werd gefinancierd door Fujita gezondheid Universiteit [Grant nummer 2015100341].

Materials

KinemaTracer KisseiComtec Co., Ltd. KinemaTracer-6Cam A simple video-based 3D motion analysis system that consists of camera, workstation and softwares.
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chen, G., Patten, C., Kothari, D. H., Zajac, F. E. Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds. Gait Posture. 22 (1), 51-56 (2005).
  2. Stanhope, V. A., Knarr, B. A., Reisman, D. S., Higginson, J. S. Frontal plane compensatory strategies associated with self-selected walking speed in individuals post-stroke. Clin Biomech. 29 (5), 518-522 (2014).
  3. Nadeau, S., Betschart, M., Bethoux, F. Gait analysis for poststroke rehabilitation: the relevance of biomechanical analysis and the impact of gait speed. Phys Med Rehabil Clin N Am. 24 (2), 265-276 (2013).
  4. Balaban, B., Tok, F. Gait disturbances in patients with stroke. PM& R. 6 (7), 635-642 (2014).
  5. Roche, N., Pradon, D., Cosson, J., Robertson, J. Categorization of gait patterns in adults with cerebral palsy: a clustering approach. Gait Posture. 39 (1), 235-240 (2014).
  6. Baker, R., Esquenazi, A., Benedetti, M. G., Desloovere, K. Gait analysis: clinical facts. Eur J Phys Rehabil Med. 52 (4), 560-574 (2016).
  7. Nadeau, S., Duclos, C., Bouyer, L., Richards, C. L. Guiding task-oriented gait training after stroke or spinal cord injury by means of a biomechanical gait analysis. Prog Brain Res. 192, 161-180 (2011).
  8. Wikström, J., Georgoulas, G., Moutsopoulos, T., Seferiadis, A. Intelligent data analysis of instrumented gait data in stroke patients-a systematic review. Comput Biol Med. 51, 61-72 (2014).
  9. Davis, R. B., Õunpuu, S., Tyburski, D., Gage, J. R. A gait analysis data collection and reduction technique. Hum Mov Sci. 10 (5), 575-587 (1991).
  10. Cappozzo, A., Catani, F., Della Croce, U., Leardini, A. Position and orientation in space of bones during movement: anatomical frame definition and determination. Clin Biomech. 10 (4), 171-178 (1995).
  11. Leardini, A., Biagi, F., Merlo, A., Belvedere, C., Benedetti, M. G. Multi-segment trunk kinematics during locomotion and elementary exercises. Clin Biomech. 26 (6), 562-571 (2011).
  12. Cimolin, V., Galli, M. Summary measures for clinical gait analysis: a literature review. Gait posture. 39 (4), 1005-1010 (2014).
  13. Itoh, N., et al. Quantitative assessment of circumduction, hip hiking, and forefoot contact gait using Lissajous figures. Japanese J Compr Rehabil Sci. 3, 78-84 (2012).
  14. Ohtsuka, K., et al. Application of Lissajous overview picture in treadmill gait analysis. Japanese J Compr Rehabil Sci. 6, 33-42 (2015).
  15. Mukaino, M. Feasibility of a Simplified, Clinically Oriented, Three-dimensional Gait Analysis System for the Gait Evaluation of Stroke Patients. Prog Rehabil Med. 1, (2016).
  16. Tanikawa, H., Ohtsuka, K., Mukaino, M., Inagaki, K., Matsuda, F., Teranishi, T., et al. Quantitative assessment of retropulsion of the hip, excessive hip external rotation, and excessive lateral shift of the trunk over the unaffected side in hemiplegia using three-dimensional treadmill gait analysis. Top Stroke Rehabil. 23 (5), 311-317 (2016).
  17. Hishikawa, N., Tanikawa, H., Ohtsuka, K., Mukaino, M., Inagaki, K., Matsuda, F., et al. Quantitative assessment of knee extensor thrust, flexed-knee gait, insufficient knee flexion during the swing phase, and medial whip in hemiplegia using three-dimensional treadmill gait analysis. Top Stroke Rehabil. , .
  18. Perry, J. The mechanics of walking in hemiplegia. Clin Orthop Relat Res. 63, 23-31 (1969).
  19. Matsuda, F., Mukaino, M., Ohtsuka, K., Tanikawa, H., Tsuchiyama, K., Teranishi, T., et al. Biomechanical factors behind toe clearance during the swing phase in hemiparetic patients. Top Stroke Rehabil. 24 (3), 177-182 (2016).
  20. Matsuda, F., Mukaino, M., Ohtsuka, K. Analysis of strategies used by hemiplegic stroke patients to achieve toe clearance. Japanese J Compr Rehabil Sci. 7, 111-118 (2015).
  21. Perry, J., Burnfield, J. M. . Gait analysis: normal and pathological function. , (1992).
  22. Olney, S., Monga, T., Costigan, P. Mechanical energy of walking of stroke patients. Arch Phys Med Rehabil. 67 (2), 92-98 (1986).

Tags

3D Gait AnalysisGait RehabilitationMotion AnalysisVideo-based SystemSkin-tight LeggingsMarker PlacementTreadmillGait SpeedTime-distance Parameters

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Mukaino, M., Ohtsuka, K., Tanikawa, H., Matsuda, F., Yamada, J., Itoh, N., Saitoh, E. Clinical-oriented Three-dimensional Gait Analysis Method for Evaluating Gait Disorder. J. Vis. Exp. (133), e57063, doi:10.3791/57063 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image