שיטת ניתוח הילוך תלת מימדי מונחה קליניים להערכת הפרעה בהליכה
Summary
במחקר זה, שיטת ניתוח הילוך תלת מימדי המטפל ידידותי, אשר תוכנן להתבצע במרפאה לשיקום, מוצג. השיטה מורכבת שיטת מדידה פשוטה ודמויות אינטואיטיבי כדי להקל על ההבנה clinicians’ של התוצאות.
Abstract
ניתוח הילוך תלת-ממדי (3DGA) מוצג להיות כלי קליני שימושי עבור הערכת הילוך חריגות עקב הפרעות תנועה. עם זאת, השימוש 3DGA במרפאות בפועל עדיין נדיר. סיבות אפשריות יכולות לכלול את תהליך המדידה גוזלת זמן וקשיים בהבנת תוצאות המדידה, אשר לעיתים קרובות מוצגים באמצעות מספר רב של גרפים. כאן אנו מציגים שיטה ידידותית המטפל 3DGA שפותחו כדי להקל על השימוש הקליני של 3DGA. שיטה זו מורכבת תהליכי מדידה שיכולים להתבצע תוך פרק זמן קצר ב הגדרות קליניים והצגת תוצאות אינטואיטיבי כדי להקל על ההבנה clinicians’ של תוצאות והכנה פשוטה. ההליך מהירה, פשוטה המדידה מושגת על ידי שימוש מינימלי סמני ומדידה של חולים על הליכון. כדי להקל על המטפל הבנה, התוצאות מוצגים דמויות בהתבסס על פרספקטיבה clinicians’. תמונה Lissajous סקירה (לגזום), אשר מציג את מסלולים של כל הסמנים בראייה ההוליסטית, משמש כדי להקל על ההבנה האינטואיטיבית של דפוסי ההליכה. מדדי תבנית הליכה לא רגילה, אשר מבוססים על פרספקטיבות clinicians’ בתחום הילוך הערכה מתוקננת באמצעות הנתונים של הנבדקים בריא, משמשים כדי להעריך את היקף אופייני הילוך חריגה דפוסים לחולי שבץ. גרף המתאר את הניתוח של האסטרטגיה סיווג הבוהן, המתאר כמה חולים להסתמך על אסטרטגיות פיצוי רגיל כדי להשיג אישור הבוהן, מוצג גם. שיטות אלה יכול להקל על מימוש 3DGA בהגדרות קליני, נוספת לעודד פיתוח של אסטרטגיות מדידה מנקודת המבט של המטפל.
Introduction
מחקרים קודמים הראו את התועלת של ניתוח הילוך תלת-ממדי (3DGA) על ההערכה של דהירה לאחר שבץ1,2,3. מחקרים עם מערכות ניתוח תנועה באיכות גבוהה סיפקו ניכר תובנה דפוסי ההליכה האנושית, לא רק של אלה של הנבדקים בריא אבל גם אלה בשל הפרעות תנועה שונים כגון שבץ מוחי או שיתוק מוחין4,5 . הבנת פתולוגיה, הערכת חולים לפני הטיפול בתכנון, או פיקוח על התערבות אפקטים יכול כל יקודם עם 3DGA6. נוסף, מספר מחקרים אחרונים הראו את הפוטנציאל של 3DGA כדי לספק מדריך עבור הדרכה שיקומית7,8.
עם זאת, השימוש 3DGA הקלינית יומי הוא עדיין מוגבל. אחד הנושאים העיקריים הוא התהליך זמן רב שלה. סמן ערכות נפוץ והרצתי ניתוח9,10,11 מורכב יותר מ-30 סמני למדידה לכל הגוף. ערכות סמן אלה מאפשרות אומדן מדויק מאוד תנועת הגפיים ואת המטען. זה תורם לדיוק של הניתוח, אשר נעשית בדרך-כלל מן הנתונים של מספר מצומצם של צעדים תילכד על ידי מצלמות ממוקמים סביב שביל. עם זאת, הדבר דורש הכנה גוזלת זמן ותהליכים מדידה, אשר פוגעת השימוש 3DGA יומי הקלינית.
חיסרון נוסף לשימוש 3DGA בסביבה קלינית הוא שזה יכול להיות קשה לפרש את התוצאות סיפק12. התוצאות של 3DGA בדרך כלל מוצגים בגרפים המתארים פרמטרים כגון זוויות משותפת ותזוזה של חלקי גוף. עם זאת, הילוך הערכה בתחום המרפאות שיקום כרוכה לא רק הערכת התנועה של חלקי גוף אבל דפוסי תנועה הוליסטית גם. האחרון יכול להיות מובן רק על-ידי הערכת את קשרי הגומלין בין הפרמטרים האלו, ואת הקושי מעורב עושה עושה אז קלינאים פחות מוכן לשימוש 3DGA.
כדי לטפל בבעיות אלה להקל על השימוש 3DGA במרפאה לשיקום, אנו מציעים שיטת מדידה פשוטה ואינטואיטיבית עבור 3DGA. שיטת המדידה מורכב מהפעולות הבאות: (1) סמן מפושטת עם סמנים 12; (2) מדידה של חולים על ההליכון; (3) אינטואיטיבי הוליסטית דמות דפוסי ההליכה; (4) הילוך חריגה דפוס מדדי חוקיותה תצפיות קליניות; (5) גיאומטרי של התכונות של דהירה אסטרטגיה פרוטוקול המוצגים במחקר זה עוקב אחר הקווים המנחים של ועדת האתיקה הרפואית של המוסד.
Protocol
Representative Results
Discussion
בדו ח הנוכחי, הוצע שיטה פשוטה 3DGA. מערכת זו נועדה לשמש תרגול יום יומי כולל שיטת מדידה פשוטה ומצגת המטפל ידידותי של תוצאות.
מספר דיווחים קודמים השתמשו 3DGA והוא ידע בסיסי של דהירה אנושיים שנוצרו קודם לכן21. 3DGA יש פוטנציאל לתרום לשיקום מרפאות, לדוגמה, על ידי שיפור ההבנה של הפתולוגיה של הפרעות בהליכה, לשימוש בתכנון הטיפול, או פיקוח על התערבות אפקטים. עם זאת, השימוש 3DGA במרפאות השיקום נשאר נמוך למדי. ישנם מספר המחסומים אפשרי על השימוש 3DGA בהגדרות קליניים. הזמן הנדרש הוא כנראה אחד המכשולים העיקריים, כמו מחקר המבוסס על 3DGA בדרך כלל דורש זמן הכנה רב (כלומר., לצורך כיול של המערכת הרכבה סמנים). בעיה נוספת היא כי פרשנות תוצאות יכול להיות מאתגר. הפרעות בהליכה בדרך כלל מהווים מספר הפרעות התנועה, הבנה הגרפים השונים המתבררת מניתוח הדורש ניסיון. מבחינת היתכנות קליני, ניתוח מערכות עם שיטות מפושטת והצגת נתונים אינטואיטיבי יהיה מועיל.
הכנה משמעותית את הזמן הנדרש לביצוע ניתוח קיימות שיטות קשורה המרדף של דיוק מדידה גבוהה. עם זאת, מהירות התנועה של חולים עם הפרעות בהליכה מוגבל, בתרגול שיקום בחיי היומיום אנחנו לא דורשים רמת הדיוק הזו. בשיטה הנוכחית, הפרוטוקול בצורה פשוטה יותר, ניתן לבצע גם פרק זמן זה צריך להיות קצר מספיק עבור היתכנות מדי יום שיקום בפועל תוך שמירה על הדרישות להערכת חולים עם תנועה והפרעות13 , 15 , 16 , 17.
בשיטה הנוכחית, השיטה של תוצאות המצגת עומדת בדרישות קליניים. במרפאות השיקום, מטפלים מתחילים בדרך כלל על-ידי הערכת דפוסי ההליכה הוליסטית. לגזום נועד לסייע קלינאים הערכת דפוסי ההליכה הוליסטית אינטואיטיבית באמצעות תיאור נציג (כלומר., דמות) מרקר אשר ממוקמים מסלולים על פי קשרים מיקומיים בפועל. הפיתוח של מדדי הליכה לא רגילה, הסעיפים התבססה גם על ניסיון קליני. מדדי פותחו כדי לכמת את מידת דפוסי הילוך חריגה קלינית נפוצה אצל חולים שבץ, אימותים בו-זמניות של כל מדדי אושרו באמצעות תצפיות קליניות על ידי פיזיותרפיסטים13, 15,16.
בנוסף להיותה שיטת הערכה אובייקטיבית את משקפת ניסיון קליני, השיטה המוצעת יתרום באופן אידיאלי לפיתוח אסטרטגיות חדשות שיקום. הניתוח של הבוהן סיווג אסטרטגיות מעבר הערכה קלינית קונבנציונלי ויש לו פוטנציאל לתרום לתכנון של טיפולי שיקום יישוב. השיטה המוצעת, ניתוח, קלינאים מוצגים עם שתי מטרות לשיקום; מידת הסיווג הבוהן ואת מידת הפיצוי כדי להשיג את זה. כשלעצמו, הגדלת סיווג הבוהן חשובה להליכה בטוחה; עם זאת, הפחתת הפיצוי עשוי גם לשפר את יעילות הליכה22. בשיטה הנוכחית, קלינאים שתהיה לי גישה שני מערכי מידע כמו המדדים של הליכה בטוחה, יעילות הליכה, אשר עשוי לתרום בפיתוח ממוקד שיקום אסטרטגיות כדי לשפר את הבטיחות והיעילות של הליכה שיקום חולים.
בהינתן התכונות הנ ל, שיטה זו מדידה וניתוח יכול להקל את השימוש 3DGA במרפאה לשיקום על-ידי מתן שיטה אובייקטיבית עם אשר להעריך את דפוסי ההליכה בחולים שיקום. יתר על כן, זה עשוי לאפשר הערכה מדויקת יותר של השפעת התערבות יותר של סולמות רגילים להשתמש במרפאה, אשר יכול לתרום לשיפור נוסף של התערבות איכות בתחום שיקום.
מחקר זה לא היה ללא מגבלות. בהתחשב מספר מופחת של סמנים, קצב הדגימה נמוך יחסית, דיוק המדידה במערכת זו עלולה להיות מוגבלת בהשוואה למערכות קיימות. זה עשוי להיות שיקול מכריע בעת ניתוח תנועות מהירות כמו אלה של אנשי מקצוע ספורט. בפרט, בעת הערכת זוויות משותפת או תנועות משותפת, ערכת סמן מפושטת בשימוש בשיטה זו ייתכן מספיקות לאמוד במדויק עמדות משותפות. לפיכך, ניתוח אשר שם דגש על תנועת משותף, כגון הניתוח לתכנון הניתוח מוחין, יכול להיות גם מוגבלת למערכת פשוטה זו. למרות המערכת אומתה על ידי ההערכה הקלינית, המאפיינים פסיכומטרי של שיטה זו יש עדיין לא הוגדר לעומת השיטה תקן הזהב. המגבלות הטכניות כדאי לאשר עוד יותר במחקרים עתידיים.
עם זאת, בחולים עם הפרעות בהליכה, מהירות תנועה מוגבל, ההבדלים בביצועים ניכרות בהשוואה לנסיינים בריאים. לכן, בתרגול יומיומי, אנחנו שאינם מחייבים את רמת הדיוק המסופקים על ידי שיטות קיימות. עוד, בשיטה זו, התוצאות מוצגים כמו תבנית ההליכה בממוצע לתקופה 20 s מדידה, וזה יותר מזה של שיטות קונבנציונליות ביותר של דהירה שבמפלס הקרקע מדידה. תכונה זו יכולה לשפר את הדיוק והאמינות של המדידה.
לסיכום, במחקר זה, הוצג שיטה פשוטה ואינטואיטיבית 3DGA. כדי להקל על השימוש 3DGA לשיפור האיכות של שיקום מרפאות, לפתח שיטת מדידה ריאלי קלינית. השיטה המטפל ידידותי הציג כאן עשוי לעודד פיתוח נוסף של מודלים מדידה ריאלי קלינית, יישום 3DGA במרפאות השיקום מדי יום.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה מומן על ידי אוניברסיטת בריאות פוציסטו [גרנט מספר 2015100341].
Materials
| KinemaTracer | KisseiComtec Co., Ltd. | KinemaTracer-6Cam | A simple video-based 3D motion analysis system that consists of camera, workstation and softwares. |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- Balaban, B., Tok, F. Gait disturbances in patients with stroke. PM& R. 6 (7), 635-642 (2014).
- 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).
- Baker, R., Esquenazi, A., Benedetti, M. G., Desloovere, K. Gait analysis: clinical facts. Eur J Phys Rehabil Med. 52 (4), 560-574 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Cimolin, V., Galli, M. Summary measures for clinical gait analysis: a literature review. Gait posture. 39 (4), 1005-1010 (2014).
- 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).
- Ohtsuka, K., et al. Application of Lissajous overview picture in treadmill gait analysis. Japanese J Compr Rehabil Sci. 6, 33-42 (2015).
- 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).
- 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).
- 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. , .
- Perry, J. The mechanics of walking in hemiplegia. Clin Orthop Relat Res. 63, 23-31 (1969).
- 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).
- 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).
- Perry, J., Burnfield, J. M. . Gait analysis: normal and pathological function. , (1992).
- Olney, S., Monga, T., Costigan, P. Mechanical energy of walking of stroke patients. Arch Phys Med Rehabil. 67 (2), 92-98 (1986).
