Medição da dinâmica Escapulário Cinemática Usando um Cluster acrômio marcador para Minimizar Artefato Movimento Pele

Summary

Este relatório apresenta detalhes de como adotar o método de cluster marcador acrômio de obtenção de cinemática escapular ao usar um dispositivo marcador de captura de movimento passivo. Como já foi descrito na literatura, este método proporciona uma medição robusto, não-invasiva, tridimensional, dinâmico e válida da cinemática escapular, minimizando artefato movimento pele.

Abstract

A medição da cinemática escapular dinâmicos é complexo devido à natureza de deslizamento da escápula abaixo da superfície da pele. O objetivo do estudo foi descrever claramente o método de cluster marcador acrômio (AMC) de determinar a cinemática escapular ao utilizar um sistema de captura de marcador de movimento passivo, tendo em consideração as fontes de erro que podem afetar a validade e confiabilidade das medidas. O método AMC envolve a colocação de um conjunto de marcadores sobre o acrômio posterior, e através da calibração de marcos anatômicos em relação ao cluster marcador é possível obter medições válidas de cinemática escapular. A confiabilidade do método foi analisada entre dois dias em um grupo de 15 indivíduos saudáveis ​​(com idade entre 19-38 anos, oito do sexo masculino), como eles realizaram a elevação do braço, a 120 °, e baixando no frontal, escapular e sagital. Os resultados mostraram que entre os dias confiabilidade foi boa para rotação superior da escápula (Coeficiente de MultCorrelação iple; CMC = 0,92) e de inclinação posterior (CMC = 0,70), mas justo para rotação interna (CMC = 0,53) durante a fase de elevação do braço. O erro de forma de onda foi menor para rotação superior (2,7 ° a 4,4 °) e inclinação posterior (1,3 ° C a 2,8 °), em comparação com rotação interna (5,4 ° C a 7,3 °). A fiabilidade durante a fase de redução era comparável aos resultados observados durante a fase de elevação. Se o protocolo descrito neste estudo é respeitado, a AMC fornece uma medida confiável de rotação superior e posterior inclinação durante a elevação e reduzindo as fases do movimento do braço.

Introduction

Objetivo medição quantitativa, de cinemática escapular pode fornecer uma avaliação dos padrões de movimentos anormais associadas à disfunção do ombro ^1, como a redução da rotação superior e posterior inclinação durante a elevação do braço observada no impacto do ombro ^2-8. Medição da cinemática escapular, no entanto, é difícil devido à posição profunda do osso e deslizando natureza sob a superfície da pele ^1. Técnicas de medição de cinemáticas típicos de anexar marcadores reflexivos mais de marcos anatômicos não acompanhar adequadamente a escápula que desliza sob a superfície da pele ^9. Vários métodos têm sido adoptada em toda a literatura para ultrapassar estas dificuldades, incluindo; imagem (raios-X ou ressonância magnética) ^10-14, Genômetros ^15,16, pinos ósseos ^17-22, palpação manual de ^23,24, eo método acrômio ^3,5,19,25. Cada método, no entanto, tem as suas limitações, que incluem: exposure à radiação, os erros de projecção, no caso da análise baseada em imagem bidimensional, requerem repetidas interpretação subjectiva da localização da escápula, são de natureza estática ou são altamente invasiva (por exemplo, pinos de osso).

Uma solução para ultrapassar algumas destas dificuldades é a de empregar o método acromion onde um sensor electromagnético é ligado à porção plana da acromion ^25, uma porção plana de osso que se estende anteriormente na parte mais lateral da escápula que conduz a partir da coluna de escápula. O princípio idéia por trás usando o método acrômio é reduzir artefato movimento da pele, como o acrômio foi mostrado para ter o mínimo de artefato movimento pele em comparação com outros sites na escápula ^26. O método acrômio é não-invasivo e oferece medição de cinemática escapular dinâmica tridimensional. Os estudos de validação têm mostrado o método acrômio para ser válido até 120 ° durante o braço elfase evation quando se utiliza sensores eletromagnéticos ^17,27. Quando o uso de dispositivos de captura de movimento do marcador com base uma série de marcadores dispostos em um cluster, o cluster marcador acrômio (AMC), é necessária e tem sido mostrado para ser válido quando se utiliza um sistema de captura de movimento de presença ativa ²⁸ e, embora utilizando um marcador passivo sistema de captura de movimento durante a elevação do braço e braço baixando ^29.

A utilização da AMC com um dispositivo de captura de movimento passivo marcador para medir cinemática escapular tem sido utilizado para avaliar as mudanças na cinemática escapular na sequência de uma intervenção para tratar do impacto do ombro ^30. A utilização deste método válido, no entanto, depende da capacidade de aplicar com precisão o conjunto de marcadores, a posição de que foi demonstrado que afectam os resultados ^31, calibre ³² e as estruturas anatómicas que asseguram os movimentos do braço são válidos dentro de um intervalo de movimento (ou seja abaixo de 120 ° a elevação do braço) ^29. EleTambém foi sugerido a reaplicação do aglomerado marcador, quando usando um sistema de captura de movimento baseado marcador activo, verificou-se ser a fonte do aumento de erro para a inclinação posterior ²⁸ escapular. É, portanto, importante para estabelecer a confiança entre o dia do método acromion para garantir que ele fornece uma medida estável de cinemática escapular. Garantir que as medições são confiáveis ​​permitirá alterações na cinemática escapular, devido a uma intervenção, por exemplo, a ser medido e analisado. Os métodos utilizados para medir cinemática escapular foram descritos em outros lugares ^29,33; o objetivo do presente estudo foi o de fornecer um guia e referência ferramenta passo-a-passo para a aplicação destes métodos, utilizando um sistema de captura de movimento marcador passiva, tendo em consideração as potenciais fontes de erro, e para examinar a confiabilidade do método de medição .

Protocol

NOTA: O uso de participantes humanos foi aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Ciências da Saúde da Universidade de Southampton. Todos os participantes assinaram o termo de consentimento antes da coleta de dados. Para os dados apresentados neste estudo cinemática foram gravados usando um sistema de captura de movimento passivo marcador composto por 12 câmeras; seis câmeras de 4 megapixels e seis câmeras de 16 megapixels operando na freqüência de amostragem de 120 Hz. 1. Parti…

Representative Results

Quinze participantes que não tinham conhecido histórico de lesões no ombro, pescoço ou braços foram recrutados para o estudo (Tabela 2). Para avaliar intra-avaliador (entre-dia) confiabilidade, os participantes participaram de duas sessões de recolha de dados separados por pelo menos 24 horas e um máximo de 7 dias. Durante cada sessão de coleta de dados, o mesmo examinador realizou o protocolo para a fixação de marcadores reflexivos, o cluster marcador acrômio e anatômicas calibrações marc…

Discussion

A escolha da metodologia para determinar a cinemática escapular é crucial, e deve ser dada consideração da validade, confiabilidade e sua adequação para o estudo de pesquisa. Vários métodos têm sido adoptada em toda a literatura, mas cada método tem as suas limitações. O aglomerado marcador acromion supera um certo número destas limitações, tais como erros de projecção de imagens 2D ou requerendo uma interpretação repetida da localização da escápula, fornecendo medição dinâmica cinemática não-…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Passive marker capture system	Vicon Motion Systems	N/A
Nexus	Vicon Motion Systems	N/A	Data capture software
Bodybuilder	Vicon Motion Systems	N/A	Modeling software
14 mm retro reflective markers	Vicon Motion Systems	VACC-V162B
6.5mm retro reflective markers	Vicon Motion Systems	VACC-V166
Calibration wand	Vicon Motion Systems	N/A
Plastic base	N/A	N/A	Constructed 'in-house'
Matlab	Mathworks	N/A	Numerical modelling software