Summary

Hareket Performans Gerçek zamanlı geri bildirim ile yeniden eğitimi

Published: January 17, 2013
doi:

Summary

Yaralanma veya hastalık sonrasında Yeniden eğitim anormal hareket örüntüleri fiziksel rehabilitasyon önemli bir bileşenidir. Teknolojisindeki son gelişmeler sonuç yakınındaki anlık ölçümü ile, çeşitli görevleri sırasında hareketin doğru değerlendirilmesi izin var. Bu gerçek zamanlı olarak hatalı hareket kalıplarının değiştirilmesi için yeni fırsatlar sağlar.

Abstract

Hareketin herhangi bir değişiklik – bir kaç yıl boyunca bilenmişti oylandı özellikle hareket şekilleri – hareketin performansı yöneten sorumlu nöromüsküler desen yeniden düzenlenmesini gerektirir. Bu motor öğrenme hem araştırma ve klinik ortamlarda kullanılan yöntemler bir dizi yoluyla geliştirilebilir. Gerçek zamanlı ya da hareket sonrasında sonuçlar bilgisi performans genel, sözel geribildirim yaygın motor öğrenme aşılamak ön aracı olarak klinik olarak kullanılmaktadır. Terapistin sözlü talimatları tamamlamak için kullanılabilir, hastanın tercihi ve öğrenme tarzı, görsel geribildirim (örneğin bir ayna veya video farklı kullanımı yoluyla) veya terapist dokunmatik kullanan proprioseptif rehberlik edilir bağlı. Nitekim, geribildirim bu formların bir arada motor öğrenme ve optimize sonuçlarını kolaylaştırmak için klinik ortamda yaygındır.

Laboratuar tabanlı, kantitatif hareketanalizi sağlıklı ve yaralı nüfus hareketleri çeşitli doğru ve objektif analiz sağlamak için araştırma ayarlarında bir dayanak noktası olmuştur. Hareketleri yakalama fiili mekanizmaları farklı olsa da, mevcut tüm hareket analizi sistemleri vücut bölümleri ve eklemlerin hareketini takip etmek ve kilit hareket kalıplarını ölçmek için hareket köklü denklemleri kullanma yeteneğine güveniyor. Toplama ve işleme hızı, analiz ve hareketlerin açıklaması yetersizlikler nedeniyle geleneksel olarak verilen bir test oturumu tamamlandıktan sonra çevrimdışı oluştu.

Bu kağıt hareket şekilleri ve hareket analizi oturumu sırasında hastaya spesifik hareket özellikleri ekranın yanında anlık değerlendirilmesi ve ölçümü dayanan standart hareket analiz teknikleri için yeni bir ek vurgular. Sonuç olarak, bu yeni teknik avantajı ove olan geri besleme dağıtım için yeni bir yöntem sağlayabilirr anda geribildirim yöntemleri kullanılmıştır.

Introduction

Alt ekstremite nöromuskuler veya kas-iskelet yapısına herhangi önemli bir değişiklik olasılığı hareketi ve ilişkili fiziksel fonksiyon özellikleri üzerinde bir etkiye sahip olacaktır. Buna göre, fiziksel fonksiyon iyileşme herhangi bir rehabilitasyon müdahalesi önemli bir sonuçtur. Yürümek gibi Normal tekrarlanan hareketleri genellikle doğru yoğunluk ve zamanlama 1 ile kaslarını aktive için gereken gerekli kontrol bilgileri içerir motoru programlar tarafından yönetilir. Bu motor programları dolayısıyla hareketi ayrılan kontrol miktarını azaltarak ve dikkat diğer üst düzey görevler için ödenecek izin, hareketin otomatisite geliştirmek için gereklidir. Ancak, hareketin motor programlarının rolü ve bu programlar yaralanma veya hastalık zorlu bir girişim sonrası hareket performansı değişen, birkaç yıl boyunca rafine gerçeğini verildi.

Geleneksel olarak, hareket intervent yeniden eğitmeiyonları yeni bilgiler, yeni ve gelişen motorlu programına dahil olmasını sağlamak için hareket performansının yeterli geribildirim sağlanması esas olarak oylandı. , Basit ama etkili yaklaşımlarla küresel talimatları (örneğin, "daha bend" "diz düz tutun") yanı sıra, bir ayna veya video kayıt cihazlarının kullanımı gibi görsel geribildirim sağlama mekanizmaları ile sözlü geribildirim içerir. Bu dolaylı stratejiler yararlı olmasına rağmen, özellikle sınırlı kaynaklara sahip klinik ortamlarda, onlar hareket değişkenleri, ayrık ve ölçülebilir önlemler sağlayarak onların zorluk ile sınırlıdır. Sonuç olarak, geri beslemenin ilave daha doğrudan bir yöntem ile bu teknikler takviye muhtemelen arzu edilen motorlu yeniden öğrenme artıracaktır.

Hareket özelliklerinin, ayrık, ölçülebilir sonuçların geri bildirim sağlayan bir hareket retraini sırasındaki performansı artırabilir araştırma ve klinik topluluklarda çok kabul var ng müdahalesi. Örneğin, elektromiyografik biofeedback cihazları kullanarak kas aktivasyon şiddeti anlık görsel ya da işitsel geribildirim özellikle inme 2-3, serebral palsi 4 veya kronik hemipleji 5 olan kişilerde, dolaşım rehabilitasyonunda bir dayanak noktası haline gelmiştir. Buna karşılık, hareketin kinematiği geribildirim (eklem ve segment açıları) daha az hızlı ve doğru bu sonuçların değerlendirilmesi ve ölçülmesi konusunda bir zorluk nedeniyle kullanılan olduğu kanıtlanmıştır. Nitekim, hareket biyomekanik araştırma belirgin özellikleri ve klinik ortamda dahil başlanmıştır kantitatif, laboratuar tabanlı analiz olsa, hareket analizi kullanımının büyük çoğunluğu test ettikten sonra çevrimdışı analiz için ayrılmıştır. Ancak, 6 yeniden eğitim hareketin etkinliğini iyileştirmenin bir aracı olarak yürümenin önlemler geribildirim sağlamak için yeni teknolojileri kullanıyor literatürdeki çalışmaların giderek artan sayıda vardır.

ve_content "> Şu anda standart hareket analizi sistemleri ile entegre gerçek zamanlı biofeedback yeteneklerinin kullanımı için soruşturma açıldığını patoloji biri diz osteoartriti (OA) 'dir. Son çalışmalar geçerek yükünü azaltmak için tasarlanmış yürüme kinematik gerçek zamanlı geribildirim faydalanmış Harici diz adduksiyon momenti kullanılarak kantitatif diz eklemi, -. OA progresyon 7 için tanınan bir risk faktörü Örneğin, çalışmalar uyluk açısı 8 veya gövde açısı 9-10 büyüklükleri gerçek zamanlı biofeedback faydalanmış Hunt ve ark 11 sağladı. Gerçek zamanlı denemeler yürüme sırasında katılımcıların önünde gövde açı göstergesi ve diz adduksiyon momenti büyüklüklerinin eşlik azalmalar ile tek bir eğitim oturumu içinde yalın sergilenen gövde, artırmak için yeteneğini gösterdi. Buna karşılık, Barrios ark 8 sekiz oturumda yapılan Yürüme yeniden eğitim müdahalesi dinamik frontal düzlemde diz değiştirme odaklandıbir aylık müdahale başlangıca göre sonra duruşu sırasında ve açısı diz adduksiyon momenti değerlerinde anlamlı azalma gösterdi. Bu çalışmalar, ve benzeri çalışmalar, ölçmek, analiz etmek ve sürekli olarak hastaya ilgi değişkeni görüntülemek için yeteneği üzerine güvenilemez. Bu araştırma filizlenen alan çeşitli patolojilerin bu etki hareket özellikleri olan hastalar için klinik etkileri vardır. Diz osteoartriti (OA) ile ilgili kinematik değişiklikler örnekler kullanarak, bu yazının amacı performansı yürüyen gerçek zamanlı biofeedback kullanarak bir hareketi yeniden eğitim müdahalesi yürütmek için gerekli yöntemleri tanımlamaktır.

Protocol

1. Sistem Hazırlama Kameralar tarafından görülebilir herhangi bir yansıtıcı malzeme yakalama hacmi temizleyin. Bu hareket testi sırasında sabit arka belirteçleri ile karıştırılmamalıdır olan gerçek deri tabanlı belirteçlerin şansı azalır ve oturumun genel doğruluğunu artırır. Laboratuar içinde sabit pozisyonlarda sabit belirteçleri üzerine tüm kameralar hedefleyerek kameraları kalibre. Bilinen mesafelerde yerleştirilen hareketli işaretleyiciler kullanılarak dinamik …

Representative Results

OA olan bir hastada artan yanal gövde yağsız açı üzerinde odaklanan bir tek akım yeniden eğitme aktif bir örnek, Şekil 2'de gösterilmiştir. Performansı sözlü ve ayna bazlı geribesleme bir kombinasyonu kullanılarak eğitim yaklaşık olarak 15 dakika sonra, hasta gerçek-zamanlı veri yanal gövde bükülme miktarı ile ilgili ile sağlandı. Bu yöntem ile eğitim ek bir 10 dakika daha devam etti. Normal (değiştirilmemiş) denemeleri sırasında, hastanın yaklaşık 2 ° yağsız…

Discussion

Yürümek gibi hareketler sırasında performansın gerçek zamanlı geribildirim standart hareket analizi yaklaşımları değerli bir yardımcı olabilir. Göreceli bebeklik döneminde, özel ve ayrık hareketi değişiklikler araştırma kesinlikle doğru ve gerçek zamanlı olarak istenilen değişiklik üretmek için yeteneği yararlanacak olsa. Hastanın hareket modifikasyonu belirli bir miktar gerekli ise, örneğin, bu miktar ölçülebilir ve gerçek hareket sırasında sağlanır. Burada sunulan yaklaşım har…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma Yenilik Kanada Vakfı tarafından, kısmen finanse edilmiştir.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Reflective markers 3×3 Design 12 mm diameter
Marker tape discs Discount Disposables TD-22 Electrode Collar, 8 mm Designed usage is as electrode collars
Motion analysis cameras Motion Analysis Corporation
Biofeedtrak Motion Analysis Corporation
Matlab The Mathworks

References

  1. Ivanenko, Y. P., Poppele, R. E., Lacquaniti, F. Motor control programs and walking. Neuroscientist. 12, 339-348 (2006).
  2. Woodford, H., Price, C. EMG biofeedback to improve lower extremity function after stroke. Cochrane Database Syst. Rev. 2007, CD004585 (2007).
  3. Moreland, J. D., Thomson, M. A., Fuoco, A. R. Electromyographic feedback to improve lower extremity function after stroke: a meta-analysis. Arch. Phys. Med. Rehabil. 79, 134-140 (1998).
  4. Colborne, G. R., Wright, F. V., naumann, S. Feedback of triceps surae EMG in gait of children with cerebral palsy: a controlled study. Arch. Phys. Med. Rehabil. 75, 40-45 (1994).
  5. Binder, S. A., Moll, C. B., Wolf, S. L. Evaluation of electromyographic biofeedback as an adjunct to therapeutic exercise in treating the lower extremities of hemiplegic patients. Phys. Ther. 61, 886-893 (1981).
  6. Tate, J. C., Milner, C. E. Real-time kinematic, temporospatial, and kinetic biofeedback during gait retraining in patients: a systematic review. Phys. Ther. 90, 1123-1134 (2010).
  7. Miyazaki, T., Wada, M., et al. Dynamic load at baseline can predict radiographic disease progression in medial compartment knee osteoarthritis. Ann. Rheum. Dis. 61, 617-622 (2002).
  8. Barrios, J., Crossley, K., Davis, I. Gait retraining to reduce the knee adduction moment through real-time visual feedback of dynamic knee alignment. J. Biomech. 43, 2208-2213 (2010).
  9. Hunt, M. A., Simic, M., Hinman, R. S., Bennell, K. L., Wrigley, T. V. Feasibility of a gait retraining strategy for reducing knee joint loading: Increased trunk lean guided by real-time biofeedback. J. Biomech. 44, 943-947 (2011).
  10. Simic, M., Hunt, M. A., Bennell, K. L., Hinman, R. S., Wrigley, T. V. Trunk lean gait modification and knee joint load in people with medial knee osteoarthritis: The effect of varying trunk lean angles. Arthritis Care Res. , (2012).
  11. Hunt, M. A., Simic, M., Hinman, R. S., Bennell, K. L., Wrigley, T. V. Feasibility of a gait retraining strategy for reducing knee joint loading: Increased trunk lean guided by real-time biofeedback. J. Biomech. , (2010).
  12. Mundermann, A., Asay, J., Mundermann, L., Andriacchi, T. Implications of increased medio-lateral trunk sway for ambulatory mechanics. J. Biomech. 41, 165-170 (2008).
check_url/fr/50182?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Hunt, M. A. Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance. J. Vis. Exp. (71), e50182, doi:10.3791/50182 (2013).

View Video