Analisi biomeccanica degli arti inferiori dei partecipanti sani
Summary
Questo articolo introduce una metodologia sperimentale completa su due delle più recenti tecnologie disponibili per misurare la biomeccanica degli arti inferiori degli individui.
Abstract
Le tecniche di analisi biomeccanica sono utili nello studio del movimento umano. Lo scopo di questo studio era quello di introdurre una tecnica per la valutazione biomeccanica degli arti inferiori nei partecipanti sani utilizzando sistemi disponibili in commercio. Sono stati introdotti protocolli separati per l’analisi dell’andatura e i sistemi di test della forza muscolare. Per garantire la massima precisione per la valutazione dell’andatura, occorre prestare attenzione ai posizionamenti dei marcatori e ai tempi di acclimatazione del tapis roulant autogestiti. Allo stesso modo, il posizionamento dei partecipanti, una prova di pratica e l’incoraggiamento verbale sono tre fasi critiche nel test della forza muscolare. L’evidenza attuale suggerisce che la metodologia delineata in questo articolo può essere efficace per la valutazione della biomeccanica degli arti inferiori.
Introduction
La disciplina della biomeccanica coinvolge principalmente lo studio dello stress, della deformazione, dei carichi e del movimento dei sistemi biologici – solidi e fluidi allo stesso modo. Esso comporta anche la modellazione degli effetti meccanici sulla struttura, dimensione, forma e movimento del corpo1. Per molti anni, gli sviluppi in questo campo hanno migliorato la nostra comprensione dell’andatura normale e patologica, della meccanica del controllo neuromuscolare e della meccanica della crescita e della forma2.
L’obiettivo principale di questo articolo è quello di presentare una metodologia completa su due delle più recenti tecnologie disponibili per misurare la biomeccanica degli arti inferiori degli individui. Il sistema di analisi dell’andatura misura e quantifica la biomeccanica dell’andatura utilizzando un tapis roulant autogestito (SP) in combinazione con un ambiente di realtà aumentata, che integra un algoritmo SP per regolare la velocità del tapis roulant, come descritto da Sloot et al3. L’attrezzatura per il test della resistenza muscolare viene utilizzata come valutazione e strumento di trattamento per la riabilitazione dell’estremità superiore4. Questo dispositivo può valutare oggettivamente una varietà di modelli fisiologici di movimento o attività di simulazione del lavoro in modalità isometrica e isotonica. Attualmente è riconosciuto come il gold standard per la misurazione della forza dell’arto superiore5, ma le prove relative specificamente all’arto inferiore rimangono poco chiare. Questo documento spiega il protocollo dettagliato per completare una valutazione dell’andatura e della forza isometrica per l’estremità inferiore.
All’interno dell’analisi biomeccanica, è utile combinare valutazioni delle prestazioni funzionali (come l’analisi dell’andatura) con test specifici delle prestazioni muscolari. Questo perché mentre si può presumere che l’aumento della forza muscolare migliora le prestazioni funzionali, questo potrebbe non essere sempre evidente6. Questa comprensione è necessaria per migliorare la progettazione futura dei protocolli di riabilitazione e delle strategie di ricerca per valutare questi approcci.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il contributo di questo studio è quello di descrivere in modo accurato e completo all’interno di un protocollo le tecniche per l’analisi combinata dell’andatura e il test della forza muscolare che non sono stati descritti insieme in precedenza.
Per ottenere risultati accurati per l’analisi dell’andatura, ci sono due aree che richiedono la massima attenzione: 1) posizionamenti dei marcatori e 2) tempo di acclimatazione. L’accuratezza dei dati misurati dipende fortemente dall’accuratezza del mo…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il Dr. Johnathan Williams per i suoi consigli sull’elaborazione dei dati MATLAB.
Materials
| 701 Small lever | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available – Online link provided in description | The unique attachment designed for the Primus RS to measure Knee Extension/Flexion – https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-small-lever |
| D-Flow Software – Vresion 3.26 | Motekforce Link | Not Available – Online link provided in description | Software used to control GRAIL system – https://summitmedsci.co.uk/products/motek-dflow-hbm-software/ |
| Gait Offline Analysis (GOAT) – Version 2.3 | Motekforce Link | Not Available – Online link provided in description | Software used for the analysis of the gait parameters – https://www.motekmedical.com/product/grail/ |
| Gait Real-time Analysis Interactive Lab (GRAIL) | Motekforce Link | Not Available – Online link provided in description | GRAIL system measures and quantifies gait biomechanics by using a virtual reality based self-paced (SP) treadmill – https://www.motekmedical.com/product/grail/ |
| Leg Pad for 701 | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available – Online link provided in description | The unique attachment designed for the Primus RS to measure Knee Extension/Flexion – https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-802-leg-pad |
| Positioning Chair | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available – Online link provided in description | Participant Positioning Chair is designed for assessment and treatment of the lower exteremeties. The chair is designed for multiple positions. https://www.btetech.com/product/primus/ |
| Primus RS | Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE) | Not Available – Online link provided in description | Primus RS equipment captures and reports real time objective data in Isotonic, Isometric, and Isokinetic resistance modes – https://www.btetech.com/wp-content/uploads/BTE-Rehabilitation-Equipment-PrimusRS-Brochure-1.pdf |
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