Onderbouwen Passende Motion Capture technieken voor de beoordeling van Nordic Walking Gait en houding bij oudere volwassenen
Summary
Het doel was om een optimaal gebruik van het verzamelen van gegevens technieken voor Nordic walking looppatroon en houding analyse te onderbouwen. Driedimensionale motion capture moet worden gebruikt tijdens de korte duur analyse (dat wil zeggen één gait cyclus), terwijl accelerometrie moeten worden gebruikt voor langere duur analyse (dwz herhaalde cycli) als een 6 minuten wandeltest.
Abstract
Nordic walking (NW) is uitgegroeid tot een veilige en eenvoudige vorm van lichaamsbeweging in de afgelopen jaren, en in het bestuderen van deze looppatroon zijn er verschillende dataverzameling technieken toegepast, elk met een positieve en negatieve kanten. Het doel was om het effect van NW op oudere volwassen looppatroon en houding te bepalen en om een optimaal gebruik van de verschillende systemen voor gegevensverzameling in zowel korte als lange duration-analyse te bepalen. Gait en houding tijdens de NW en normaal lopen werden onderzocht in 17 gezonde oudere volwassenen (leeftijd: 69 ± 7.3). Deelnemers uitgevoerd twee onderzoeken van 6 Minute Walk Tests (6MWT) (1 met stokken (WP) en 1 zonder poles (NP)) en 6 proeven van een 5m wandeling (3 WP en 3 NP). Motion werd opgenomen met behulp van twee systemen, een 6-sensor accelerometrie systeem en een 8-camera 3-dimensionale motion capture systeem, om het ruimtelijk-temporele, kinematische en kinetische parameters te kwantificeren.
Met beide systemen, de deelnemers toonden een verhoogde paslengte en dubbele steun en decreased loopsnelheid en cadans WP vergeleken met NP (p <0,05). Ook met motion capture, werd groter single steun tijd gevonden WP (p <0,05). Met 3-D capture, kleinere hip energieopwekking en momenten van kracht werden gevonden op de hiel contact en pre-swing evenals kleinere knie macht absorptie bij hiel contact, pre-swing en terminal swing WP vergeleken met NP, bij beoordeling van een cycle (p <0,05). Ook WP leverde kleinere momenten van kracht is op de hiel contact en terminal swing samen met grotere momenten halverwege de houding van een gangcyclus (p <0,05). Geen wijzigingen gevonden voor houding.
NW lijkt geschikt voor het bevorderen van een normale looppatroon bij oudere volwassenen. Driedimensionale motion capture moet in de eerste plaats worden gebruikt tijdens de korte duur ganganalyse (dat wil zeggen één gait cyclus), terwijl accelerometrie systemen in de eerste plaats dient te worden toegepast in gevallen waarbij langere duur analyse zoals tijdens de 6MWT.
Introduction
Nordic walking (NW) wordt beschouwd als een eenvoudige en veilige vorm van fitness wandelen met behulp van speciaal ontworpen palen 1. Voorgesteld wordt palen toegevoegde stabiliteit verbeteren van de houding en het verminderen van gezamenlijke spanning van de onderste ledematen. Echter, beperkte of tegenstrijdige bewijs bestaat met betrekking tot gezamenlijke laden en lichaamshouding te verbeteren. Enerzijds Schwameder et al. 2, Willson et al. 3 en Koizumi et al. 4 is verbeterd kinematische maatregelen en / of lagere grondreactiekrachten, compressie en afschuifkrachten met de paal lopen studies. Anderzijds, dalende kinematische maatregelen en toegenomen gezamenlijke belading qua remmen / voortstuwende krachten en werking zijn beschreven door Hansen et al. 5, Stief et al. 6 en Hagen et al. 7 terwijl paal lopen. Bovendien, claims van een betere lichaamshouding te verbeteren lijken gegaan entirel hebbeny niet ondersteund door wetenschappelijk onderzoek op dit punt.
Net als bij de tegenstrijdige resultaten gevonden met gait patronen, verschillende methoden en materialen zijn toegepast in deze lijn van het onderzoek ook. Verschillende studies hebben gebruikt 3-dimensionale motion capture systemen 4,6 en digitale videocamera's 2,5, allemaal met force plates opgenomen in het systeem, teneinde gang goed te beoordelen. Terwijl daarnaast ook andere studies, andere middelen voor de beoordeling Nordic poling gait inclusief het gebruik van electrogoniometry 7, elektromyografie (EMG) 8 gebruikt en rekstroken gemonteerd op palen 2,9. Met de techniek gebruikt in dit protocol, presenteert de specifieke voordeel van de mogelijkheid om een meer adequate vertegenwoordiging (dwz herhaalde gang cycli) van Nordic poling gang van een individu aan te tonen ten opzichte van alternatieve technieken die meer op de korte looptijden en single gang cycli hebben gericht. Bovendien is deze methode gebruiktaccelerometrie, een geldige tool, die op dit punt is spaarzaam gebruikt in Nordic walking onderzoek. Afhankelijk van het doel van de afzonderlijke onderzoeksprojecten, kan de toepassing van dit protocol geschikt voor situaties zoals beschreven in dit protocol, met name voor korte en lange duur gang. Het is belangrijk op te merken dat zowel de motion capture en accelerometrie zijn geschikt voor het verkrijgen van een verscheidenheid van het lopen kenmerken, waaronder: ruimtelijk-temporele (bv paslengte, loopsnelheid, enz.), Kinematische (bv bereik van de beweging), en kinetische (bv krachten , vermogens, etc.) parameters.
Ondanks het gebruik van deze verschillende apparaten, slechts van korte duur gang gebeurtenissen (dwz één loopcyclus) is vastgesteld, waardoor vragen met betrekking tot de beste beoordeling langere gang (dwz herhaalde cycli lopen). Derhalve is de reden voor de ontwikkeling en toepassing van deze techniek op basis van de importance van Fashioning een compleet beeld van Nordic poling gang.
Het doel van deze studie was tweevoudig. Ten eerste, het primaire doel is om te bepalen en te onderbouwen het gebruik van zowel accelerometrie systemen en 3-dimensionale motion capture-systemen bij de beoordeling van looppatroon en houding op zowel korte als lange looptijden. Secundair, het doel is om het totale effect van de Nordic Walking-stokken op gangpatronen inbegrip van ruimtelijk-temporele en kinetische maatregelen en lichaamshouding te verbeteren van oudere volwassenen te bepalen. Tot op heden is weinig onderzoek richtte zich op oudere volwassenen NW en hetgeen gepubliceerd is, is de functie (bijvoorbeeld sterkte, evenwicht, flexibiliteit) de primaire uitkomstvariabelen vertegenwoordigd. Daarom is kennis betreffende de rol van de wandelstokken op meetbare gait variabelen nodig zijn en kan inzicht geven in hoe de palen in onze gangpatronen kan spelen als we ouder worden voorzien.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het belang van het behoud van de samenhang in termen van pole gebruik is van cruciaal belang in dit protocol. In het bijzonder, de nodige maatregelen voor de juiste poling techniek evenals de juiste pole opgezet zijn belangrijk voor de consistentie tussen de verschillende studies te handhaven. Daarom zijn de richtlijnen en instructies van een specifieke Nordic walking organisatie moet worden aangehouden voor protocollen zoals dit. Bovendien en in het bijzonder bij het gebruik accelerometrie gebruik van een full bo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
On behalf of my co-author and myself, I would like to acknowledge Nordixx Canada for helping to fund this research, our participants for their time and patience, and our fellow colleagues, Josée, Ria, Lei, and Nadia, for their help with various aspects of this study.
Materials
| Nordic walking poles | Nordixx Canada | Nordixx Global Traveler or Walker | Alternative poles may be used |
| APDM accelerometry system | APDM | Opal system | Alternative systems may be used |
| Vicon motion capture system | Vicon | Alternative systems may be used | |
| Kistler force platforms | Kistler | Alternative platforms may be used | |
| Vicon Nexus & Polygon | Vicon | Used in data analysis | |
| 14mm reflective markers | Vicon | Number or markers depends on model | |
| Tape measure | |||
| Weight scale | |||
| Caliper |
References
- Parkatti, T., Wacker, P., Perttunen, J. Improvements in Functional Capacity from Nordic Walking: A Aandomized Controlled Trial Among Older Adults. J Aging Phys Act. 20 (1), 93-105 (2012).
- Schwameder, H., Roithner, R., Muller, E., Niessen, W., Raschner, C. Knee joint forces during downhill walking with hiking poles. J Sports Sci. 17 (12), 969-978 (1999).
- Willson, J., Torry, M. R., Decker, M. J., Kernozek, T., Steadman, J. R. Effects of walking poles on lower extremity gait mechanics. Med Sci Sports Exerc. 33 (1), 142-147 (2001).
- Koizumi, T., Tsujiuchi, N., Takeda, M., Fujikura, R., Kojima, T. Load dynamics of joints in Nordic walking. Procedia Engineering. 13, 544-551 (2011).
- Hansen, L., Henriksen, M., Larsen, P., Alkjaer, T. Nordic Walking does not reduce the loading of the knee joint. Scand J Med Sci Spor. 18 (4), 436-441 (2008).
- Stief, F., Kleindienst, F. I., Wiemeyer, J., Wedel, F., Campe, S., Krabbe, B. Inverse dynamic analysis of the lower extremities during Nordic walking, walking, and running. J Appl Biomech. 24 (4), 351-359 (2008).
- Hagen, M., Hennig, E. M., Stieldorf, P. Lower and upper extremity loading in nordic walking in comparison with walking and running. J Appl Biomech. 27 (1), 22-31 (2011).
- Shim, J., Kwon, H., Kim, H., Kim, B., Jung, J. Comparison of the effects of walking with and without Nordic pole on upper extremity and lower extremity muscle activation. J Phys Ther Sci. 25 (12), 1553-1556 (2013).
- Jensen, S. B., Henriksen, M., Aaboe, J., Hansen, L., Simonsen, E. B., Alkjaer, T. Is it possible to reduce the knee joint compression force during level walking with hiking poles. Scand J Med Sci Spor. 21 (6), 195-200 (2011).
- Ashburn, A., Hyndman, D., Pickering, R., Yardley, L., Harris, S. Predicting people with stroke at risk of falls. Age Ageing. 37 (3), 270-276 (2008).
- Nasreddine, Z. S., Phillips, N. A. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment. J Am Geriatr Soc. 53 (4), 695-699 (2005).
- Teaching the Technique. Nordixx Inc Available from: https://www.nordixx.com/pages/teaching-the-technique/ (2015)
- Rikli, R. E., Jones, C. J. The reliability and validity of a 6-minute walk test as a measure of physical endurance in older adults. J Aging Phys Activ. 6 (4), 363-375 (1998).
- Winter, D. A. Biomechanics and motor control of human gait: normal, elderly and pathological. ISBN. , (1991).
- Winter, D. A., Patla, A. E. Signal processing and linear systems for the movement sciences. Waterloo Biomechanics. , (1997).
- Ali, N., Rouhi, G., Robertson, G. Gender, vertical height and horizontal distance effects on single-leg landing kinematics: implications for risk of non-contact acl injury. J Hum Kinet. 37 (1), 27-38 (2013).
