Underbygger Passende Motion Capture teknikker til vurdering af Nordic Walking Bevægelse og Posture i ældre voksne
Summary
Formålet var at underbygge optimal udnyttelse af dataindsamlingsteknikker for stavgang gangart og kropsholdning analyse. Tre-dimensionel motion capture bør anvendes under kortvarig analyse (dvs. enkelt gangart cyklus), mens accelerometry bør benyttes til længere varighed analyse (dvs. gentagne cyklusser) ligesom en 6 minutters gangtest.
Abstract
Stavgang (NV) er blevet en sikker og enkel form for motion i de seneste år, og i at studere denne gangmønster, har forskellige dataindsamlingsteknikker været ansat, hver med positiver og negativer. Formålet var at bestemme virkningen af NW på ældre voksne gangart og kropsholdning og til at bestemme en optimal anvendelse af forskellige dataindsamlingssystemer i både kort og lang varighed analyse. Bevægelse og kropsholdning under NW og normal gang blev vurderet i 17 raske ældre voksne (alder: 69 ± 7,3). Deltagerne udførte to forsøg med 6 minutters gang Tests (6MWT) (1 med poler (WP) og en uden poler (NP)) og 6 forsøg med en 5 m gåtur (3 WP og 3 NP). Motion er optaget med to systemer, et 6-sensor accelerometry systemet og en 8-kamera 3-dimensionelle motion capture-system, for at kvantificere rumlig-temporale, kinematisk, og kinetiske parametre.
Med begge systemer, deltagerne viste øget skridtlængde og dobbelt støtte og decreased gangart hastighed og kadence WP sammenlignet med NP (p <0,05). Også med motion capture, blev fundet større enkelt support tid WP (p <0,05). Med 3-D opsamling, blev fundet mindre hip elproduktion og øjeblikke af kraft på hælen kontakt og præ-swing samt mindre knæ magt absorption ved hælen kontakt, pre-swing, og terminal swing WP forhold til NP, når de vurderes over en cyklus (p <0,05). Også, WP gav mindre øjeblikke af kraft på hælen kontakt og terminal swing sammen med større øjeblikke midt-holdning af en gangart cyklus (p <0,05). Ingen ændringer blev fundet for kropsholdning.
NW synes egnet til at fremme et normalt gangmønster i ældre voksne. Tre-dimensionel motion capture skal primært anvendes under kortvarig ganganalyse (dvs. enkelt gangart cyklus), mens accelerometry systemer bør primært anvendes i tilfælde, der kræver længere varighed analyse såsom under 6MWT.
Introduction
Stavgang (NW) betragtes som en simpel og sikker form for fitness gang ved hjælp af specialdesignede poler 1. Det foreslås, at polerne tilføre stabilitet, forbedre kropsholdning, og reducere fælles stress i de nedre ekstremiteter. eksisterer dog begrænset eller modstridende beviser vedrørende fælles læsning og postural tilpasning. På den ene side, Schwameder et al. 2, Willson et al. 3, og Koizumi et al. 4 rapport forbedringer i kinematiske foranstaltninger og / eller reduktioner i jorden reaktion, kompression, og forskydningskræfter med deres pole walking studier. På den anden side, faldende kinematiske foranstaltninger og øget fælles belastning i form af bremsning / fremaddrivende kræfter og momenter af force er blevet rapporteret af Hansen et al. 5, Stief et al. 6, og Hagen et al. 7, mens pole walking. Derudover påstande om forbedret postural tilpasning synes at have gået entirely understøttet af den videnskabelige forskning til dette punkt.
Svarende til de modstridende resultater med gangart mønstre, forskellige metoder og udstyr har været anvendt i denne linje af forskning samt. Flere undersøgelser har brugt tre-dimensionelle motion capture systemer 4,6 og digitale videokameraer 2,5, alle med kraft plader indarbejdet i systemet, med henblik på at foretage en tilstrækkelig vurdering gangart. Mens derudover har andre undersøgelser ansat andre midler til at vurdere nordisk poling gangart herunder brug af electrogoniometry 7, elektromyografi (EMG) 8, og strain gauges monteret på pæle 2,9. Med den teknik udnyttes i denne protokol, det præsenterer den specifikke fordel, at kunne påvise en mere passende repræsentation (dvs. gentagne gangart cykler) af en persons nordisk poling gangart løbet alternative teknikker, der har fokuseret mere på korte varigheder og enlige gangart cyklusser. Også denne metode brugeraccelerometry, et gyldigt redskab, der til dette punkt er blevet tyndt brugt i stavgang forskning. Afhængigt af formålet med de enkelte forskningsprojekter, kan anvendelsen af denne protokol være passende for situationer som skitseret i denne protokol, især for korte og lange varighed gangart. Det er vigtigt at bemærke, at både motion capture og accelerometry er egnede til opnåelse af en række gangart karakteristika, herunder: rumlig-tidslig (f.eks skridtlængde, gangart hastighed, etc.), kinematisk (f.eks bevægelsesområde), og kinetisk (f.eks kræfter , effekter etc.) parametre.
Og på trods af brug af disse forskellige stykker udstyr har kun kort varighed gangart begivenheder (dvs. enkelt gangart cyklus) er vurderet, efterlader spørgsmål hensyn til bedst vurdere længere varighed gangart (dvs. gentagne gangart cyklusser). Derfor er begrundelsen for udvikling og anvendelse af denne teknik baseret på den importance af fashioning et fuldstændigt billede af nordisk polarisation gangart.
Formålet med denne undersøgelse var dobbelt. Først det primære mål er at bestemme og dokumentere brugen af både accelerometry systemer og 3-dimensionelle motion capture-systemer i vurderingen af gangart og kropsholdning i både korte og lange varigheder. Sekundært er målet at bestemme den samlede effekt af stavgang poler på gangart mønstre herunder rumlige-tidsmæssige og kinetiske foranstaltninger samt postural tilpasning af ældre voksne. Til dato har minimal forskning fokuseret på ældre voksen NW og af det, som er blevet offentliggjort, har funktion (dvs. styrke, balance, fleksibilitet) repræsenterede de primære effektmål variabler. Derfor er der behov for viden vedrørende rollen af at gå poler på målbare gangart variabler og kan give indsigt i, hvordan polerne kan spille ind i vores gangart mønstre, som vi alder.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vigtigheden af at opretholde sammenhængen i form af pole anvendelse er afgørende inden for denne protokol. Især nødvendige skridt til korrekt poling teknik samt ordentlig pole oprettet er vigtigt at bevare sammenhængen på tværs af forskellige undersøgelser. Derfor retningslinjer og instrukser fra en bestemt stavgang organisation skal overholdes for protokoller såsom dette. Derudover og især når du bruger accelerometry, brug af en fuld organ sæt tri-axial skærme er vigtigt at få en fuldstændig forst?…
Divulgations
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).
