Sağlıklı Katılımcıların Alt Ekstremite Biyomekanik Analizi
Summary
Bu makalede, bireylerin alt ekstremite biyomekaniği ölçmek için mevcut en son teknolojilerin iki kapsamlı bir deneysel metodoloji tanıttı.
Abstract
Biyomekanik analiz teknikleri insan hareketinin incelenmesinde yararlıdır. Bu çalışmanın amacı, ticari olarak mevcut sistemleri kullanan sağlıklı katılımcılarda alt ekstremite biyomekanik değerlendirmesi için bir teknik tanıtmaktır. Yürüyüş analizi ve kas gücü test sistemleri için ayrı protokoller uygulamaya kondu. Yürüyüş değerlendirmesi için maksimum doğruluk sağlamak için, marker yerleşimlerine ve kendi kendine tempolu koşu bandı iklimlendirme süresine dikkat edilmelidir. Benzer şekilde, katılımcı konumlandırma, bir uygulama deneme, ve sözlü teşvik kas gücü testi üç kritik aşamaları vardır. Mevcut kanıtlar, bu makalede özetlenen metodolojinin alt ekstremite biyomekaniğinin değerlendirilmesinde etkili olabileceğini göstermektedir.
Introduction
Biyomekanik disiplin öncelikle stres, gerinim, yükler ve biyolojik sistemlerin hareket çalışma içerir – katı ve sıvı hem. Ayrıca vücudun yapısı, boyutu, şekli ve hareketi üzerinde mekanik etkilerin modellenmesine içerir1. Uzun yıllar boyunca, bu alandaki gelişmeler normal ve patolojik yürüyüş anlayışımızı geliştirdik, nöromüsküler kontrol mekaniği, ve büyüme mekaniği ve form2.
Bu makalenin temel amacı, bireylerin alt ekstremite biyomekaniğini ölçmek için mevcut olan en son teknolojilerden ikisi üzerinde kapsamlı bir metodoloji sunmaktır. Yürüyüş analiz sistemi ölçer ve sloot veark3 tarafından açıklandığı gibi, koşu bandı hızını düzenlemek için bir SP algoritması entegre artırılmış gerçeklik ortamı ile birlikte bir self-paced (SP) koşu bandı kullanarak yürüyüş biyomekaniği ölçer. Kas gücü test ekipmanları bir değerlendirme ve üst ekstremite rehabilitasyonu için bir tedavi aracı olarak kullanılır4. Bu cihaz, izometrik ve izotonik modlarda çeşitli fizyolojik hareket kalıplarını veya iş simülasyonu görevlerini objektif olarak değerlendirebilir. Şu anda üst ekstremite gücü ölçümü için altın standart olarak kabul edilmektedir5 ama özellikle alt ekstremite ile ilgili kanıtlar belirsizliğini koruyor. Bu makalede, alt ekstremite için yürüyüş ve izometrik mukavemet in değerlendirilmesi için ayrıntılı protokol açıklanmaktadır.
Biyomekanik analizde, fonksiyonel performans değerlendirmelerini (yürüyüş analizi gibi) kas performansının belirli testleri ile birleştirmek yararlıdır. Bu artan kas gücü fonksiyonel performansı artırır varsayılabilir iken, bu her zaman belirgin olmayabilirolmasıdır 6. Bu anlayış, rehabilitasyon protokollerinin ve araştırma stratejilerinin gelecekteki gelişmiş tasarımı için gereklidir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmanın katkısı doğru ve kapsamlı bir protokol içinde daha önce birlikte tarif edilmemiştir kombine yürüyüş analizi ve kas gücü testi için teknikler açıklamaktır.
Yürüyüş analizi için doğru sonuçlar elde etmek için, maksimum dikkat gerektiren iki alan vardır: 1) işaret yerleştirmeleri ve 2) iklimlendirme süresi. Ölçülen verilerin doğruluğu büyük ölçüde kullanılan modelin doğruluğuna bağlıdır. Doğruluğu etkileyen diğer önemli faktörler…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dr. Johnathan Williams’a MATLAB veri işleme konusundaki tavsiyeleri için teşekkür ederiz.
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 |
Riferimenti
- Lu, T. W., Chang, C. F. Biomechanics of human movement and its clinical applications. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 28 (2 Suppl), S13-S25 (2012).
- Kaufman, K., An, K., Firestein, G. S. . Kelley and Firestein’s Textbook of Rheumatology (Tenth Edition). , 78-89 (2017).
- Sloot, L. H., van der Krogt, M. M., Harlaar, J. Self-paced versus fixed speed treadmill walking. Gait & Posture. 39 (1), 478-484 (2014).
- Beaton, D. E., O’Driscoll, S. W., Richards, R. R. Grip strength testing using the BTE work simulator and the jamar dynamometer: A comparative study. The Journal of Hand Surgery. 20 (2), 293-298 (1995).
- Jindal, P., Narayan, A., Ganesan, S., MacDermid, J. C. Muscle strength differences in healthy young adults with and without generalized joint hypermobility: a cross-sectional study. BMC Sports Science, Medicine & Rehabilitation. 8, 12 (2016).
- Muehlbauer, T., Granacher, U., Borde, R., Hortobágyi, T. Non-Discriminant Relationships between Leg Muscle Strength, Mass and Gait Performance in Healthy Young and Old Adults. Gerontology. 64 (1), 11-18 (2018).
- van den Bogert, A. J., Geijtenbeek, T., Even-Zohar, O., Steenbrink, F., Hardin, E. C. A real-time system for biomechanical analysis of human movement and muscle function. Medical & Biological Engineering & Computing. 51 (10), 1069-1077 (2013).
- . . HBM2 Reference Manual. , 9-11 (2017).
- Sloot, L. H., van der Krogt, M. M., Harlaar, J. Effects of adding a virtual reality environment to different modes of treadmill walking. Gait Posture. 39 (3), 939-945 (2014).
- Liu, W. Y., et al. Reproducibility and Validity of the 6-Minute Walk Test Using the Gait Real-Time Analysis Interactive Lab in Patients with COPD and Healthy Elderly. PLoS One. 11 (9), e0162444 (2016).
- Herman, T., Mirelman, A., Giladi, N., Schweiger, A., Hausdorff, J. M. Executive Control Deficits as a Prodrome to Falls in Healthy Older Adults: A Prospective Study Linking Thinking, Walking, and Falling. The Journals of Gerontology: Series A. 65 (10), 1086-1092 (2010).
- Geijtenbeek, T., Steenbrink, F., Otten, B., Even-Zohar, O. Proceedings of the 10th International Conference on Virtual Reality Continuum and Its Applications in Industry. , 201-208 (2011).
- Zeni, J. A., Higginson, J. S. Gait parameters and stride-to-stride variability during familiarization to walking on a split-belt treadmill. Clinical Biomechanics (Bristol, Avon). 25 (4), 383-386 (2010).
- Meldrum, D., Cahalane, E., Conroy, R., Fitzgerald, D., Hardiman, O. Maximum voluntary isometric contraction: reference values and clinical application. Amyotroph Lateral Sclerosis. 8 (1), 47-55 (2007).
- Ancillao, A. . Modern Functional Evaluation Methods for Muscle Strength and Gait Analysis. , 133 (2018).
- Mun, J. H. A method for the reduction of skin marker artifacts during walking : Application to the knee. KSME International Journal. 17 (6), 825-835 (2003).
- Liu, P. C., Liu, J. F., Chen, L. Y., Xia, K., Wu, X. Intermittent pneumatic compression devices combined with anticoagulants for prevention of symptomatic deep vein thrombosis after total knee arthroplasty: a pilot study. Therapeutics and Clinical Risk Management. 13, 179-183 (2017).
- Al-Amri, M., Al Balushi, H., Mashabi, A. Intra-rater repeatability of gait parameters in healthy adults during self-paced treadmill-based virtual reality walking. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 20 (16), 1669-1677 (2017).
- Zeni, J., Richards, J., Higginson, J. Two simple methods for determining gait events during treadmill and overground walking using kinematic data. Gait & Posture. 27 (4), 710-714 (2008).
- Tsaopoulos, D. E., Baltzopoulos, V., Richards, P. J., Maganaris, C. N. Mechanical correction of dynamometer moment for the effects of segment motion during isometric knee-extension tests. Journal of Applied Physiology. 111 (1), 68-74 (2011).
- Abernethy, P., Wilson, G., Logan, P. Strength and power assessment. Issues, controversies and challenges. Sports Medicine. 19 (6), 401-417 (1995).
- Kroll, W. Reliability of a Selected Measure of Human Strength. Research Quarterly, American Association for Health, Physical Education and Recreation. 33 (3), 410-417 (1962).
- Anzak, A., Tan, H., Pogosyan, A., Brown, P. Doing better than your best: loud auditory stimulation yields improvements in maximal voluntary force. Experimental Brain Research. 208 (2), 237-243 (2011).
- Belkhiria, C., De Marco, G., Driss, T. Effects of verbal encouragement on force and electromyographic activations during exercise. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 58 (5), 750-757 (2018).
- Bickers, M. J. Does verbal encouragement work? The effect of verbal encouragement on a muscular endurance task. Clinical Rehabilitation. 7 (3), 196-200 (1993).
- Karaba-Jakovljevic, D., Popadic-Gacesa, J., Grujic, N., Barak, O., Drapsin, M. Motivation and motoric tests in sports. Medicinki Pregled. 60 (5-6), 231-236 (2007).
- Andreacci, J. L., et al. The effects of frequency of encouragement on performance during maximal exercise testing. Journal of Sports Science. 20 (4), 345-352 (2002).
- Rendos, N. K., et al. Variations in Verbal Encouragement Modify Isokinetic Performance. Journal of Strength and Conditioning Research. 33 (3), 708-716 (2019).
