Here, we present a novel protocol to measure positional stability at key events during the sit-to-stand-to-walk using the center-of-pressure to the whole-body-center-of-mass distance. This was derived from the force platform and three-dimensional motion-capture technology. The paradigm is reliable and can be utilized for the assessment of neurologically compromised individuals.
与感觉病理学如个人,行程必须在执行从坐到并开始步态(坐姿到步行:STW)上涨的共同任务难度。因此,在临床康复分离坐姿到站姿和步态开始 – 称为坐姿到站姿和步行(STSW) – 是平常。然而,适用于病理性评估一个明确的分析方法的标准化STSW协议还有待确定。
因此,一个目标为导向的协议定义是适合健康受损的个体通过要求上升阶段是从120%的膝盖高度发起了支持独立铅肢体的广泛基础。力的三维(3D)的光学捕获节段性移动轨蹄,和平台,以产生二维(2D)中心的压力(COP)轨迹COP和全身中心-OF-之间的水平距离的许可证跟踪质量(BCOM),减少其中的增加S在稳定性,但建议将代表穷人的动态姿势控制。
BCOM-COP距离表示有和没有正常化受试者的腿的长度。虽然COP-BCOM距离通过STSW各不相同,在座位起飞和初始脚尖离地(TO1)的主要运动事件中的步骤1和2规范化数据有由10位年轻的健康人进行5次重复试验低内和跨学科的变异。因此,患者上运动神经元损伤,或其他损害的患者群体,和规范数据在年轻健康个体之间的STSW范例的执行期间比较在键事件COP-BCOM距离为动态姿势稳定性的评价一种新颖的方法。
影响感觉系统的临床病症,例如上运动神经元(UMN)损伤后中风,导致功能障碍包括虚弱,姿势的稳定性和痉挛的损失,这可以运动产生负面影响。恢复可与中风幸存者未能实现安全站立或行走1,2的功能里程碑的显著数量变量。
行走的离散实践和坐姿到站姿是UMN病理3,4后常见的康复任务,但是过渡动作经常被忽略。坐姿到步行(STW)是集坐姿到站姿(STS),步态启动(GI),和步行5连续的姿势,运动任务。
STW过程中反射犹豫的STS和GI,分离已经在患者中观察到与帕金森氏症6和慢性中风7中,除了较旧unimpaireð成年人8,但不是在年轻健康个体9。因此坐姿到待机和步行(STSW)被临床环境中通常实现的,并通过可变长度的暂停相站立时限定。然而,没有发表协议日期限定适于患者群体的上下文STSW动力学。
通常在STW研究最初的椅子高度为膝盖高度的100%(KH;地板到膝盖的距离),脚宽和GI铅肢是自我选择,双臂交叉于胸前和生态意义的任务语境的制约往往是缺席5-9。然而,患者发现从100%KH 10具有挑战性的上升和频繁采取更广泛的脚的位置与健康人相比,11,发起步态与患肢7,用自己的武器来产生动力7。
要启动的步态,在全身运动状态变化在purpos eful方向需要12。这是通过解偶联全身中心的质量来实现的:从中心的压力的(COP(BCOM在空间13都被认为是身体段的加权平均):将得到的地面反作用力的位置(GRF)载体14)。在胃肠道,快速定型后,向肢体的COP的横向运动的预期相位对摆动发生从而产生BCOM动量12,15。由此缔约方会议和BCOM是分开的,在它们之间的水平距离已被提议作为动态姿势控制16的量度。
COP-BCOM距离的计算需要缔约方会议和BCOM位置同时测量。 COP的标准计算如下所示公式(1)17:
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(1)
其中M和部队代表分别约为力平台轴和定向GRF时刻。下标表示轴。原点是所述接触表面和所述力平台的原点之间的垂直距离,并且被认为是零。
推导BCOM位置的运动方法包括跟踪标记段的位移。身体分割运动的忠实代表可以通过使用群集从骨性标志置于远离刚性板标志,尽量减少软组织神器(CAST工艺18)来实现。为了确定BCOM位置,从个人身体段群众估计的基础上,尸体的工作19。三维(3D)运动系统的专有软件采用坐标近端和d的位置istal段的位置,以便:1)确定节段性长度,2)算术估计节段性群众,和3)计算节段性COM位置。这些模型然后能够根据节段间位置的净求和( 图1)在时间上在给定的点提供的3D BCOM位置估计。
因此,本文的目的是首先提出一个标准化STSW协议,该协议是有效的生态,包括从高座高度上升。先前已表明,STSW从120%的KH为100%的KH限制代低级BCOM垂直速度和GRF的的生物力学恍上升20,这意味着从120%提高KH为受损的个体容易(和更安全的)中。其次,要得到COP-BCOM的水平距离,以评估期间使用3D动作捕捉关键里程碑和过渡的动态姿势控制。这种做法,这在STSW在健康人是独立的肢体乐的广告20,提供功能恢复评价的前景。最后,初步数据STSW代表年轻健康个体的集合呈现,并且组中的内和跨学科的变化是为了与病理个人通知比较确定。
图1. 2D BCOM计算。为了简单起见,这个例子是基于在2个维度,从3-联质量计算全腿的COM,其中各自的COM的位置(X,Y),和节段性质量(M 1的坐标, M 2,M 3)是已知的。段群众和节段性COM位置的位置,相对于所述实验室坐标系(LCS;产地:0,0),通过使用受试者体重和公布人体测量数据的运动分析系统的专用软件估计(见正文)。在x一第二ÿ腿COM位置,在3连质这个例子中,然后使用显示的公式的。 请点击此处查看该图的放大版本。
这里定义的坐姿到站姿和步行(STSW)协议可用于健康人或病人群体复杂的过渡运动期间测试动态姿势控制。该协议包括被设计为允许与病理的受试者参与的限制,并切断光纳入意味着它是生态上有效和目标定向。因为先前已经证明,铅肢和从高(120%KH)座上升STSW 20期间不从根本上影响任务动力学,此处描述的方法可以作为一个标准的协议被应用。这STSW协议具有有效性,因为相比于健康…
The authors have nothing to disclose.
笔者想感谢托尼·克里斯托弗,林赛在马郁兰伦敦大学国王学院和比尔·安德森在伦敦南岸大学为他们的实际支持。也谢谢埃莉诺·琼斯在伦敦大学国王学院,她在收集数据,该项目的帮助。
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) | ||
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12mm Diameter Passive Retro reflective Marker | Qualysis (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) | Cat No: 160181 | Flat Base |
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Lower Limb Tracking Marker Clusters | Qualysis (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) | Cat No: 160145 | 2 Marker clusters, lower body with 8 markers (n=2) |
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Visual3D Biomechanics Analysis Software | C-Motion Inc., Germantown, MD, USA | Version 4.87 |