Styrker Lämpliga motion capture tekniker för bedömning av Nordic Walking gång och hållning hos äldre vuxna
Summary
Syftet var att underbygga en optimal användning av datainsamlingstekniker för stavgång gång och hållning analys. Tredimensionell motion capture bör användas under kortvarig analys (dvs. enkel gångcykel), medan accelerometry bör användas under längre tid analys (dvs. upprepade cykler) som en 6 minuters gångtest.
Abstract
Stavgång (NV) har blivit en säker och enkel form av motion under de senaste åren, och att studera detta gångmönster har olika datainsamlingstekniker använts, var och en med positiva och negativa. Syftet var att bestämma effekten av NW på äldre vuxna gång och hållning och för att bestämma optimal användning av olika system för insamling av data i både kort och lång varaktighet analys. Gång och hållning under NV och normal gång bedömdes på 17 friska äldre vuxna (ålder: 69 ± 7,3). Deltagarna utförde två försök med 6 minuters promenad Tester (6MWT) (1 med poler (WP) och en utan stavar (NP)) och 6 försök med en 5 m promenad (3 WP och 3 NP). Rörelse registrerades med användning av två system, en 6-sensor accelerometry systemet och en 8-kamera 3-dimensionella motion capture-system, i syfte att kvantifiera spatial-temporal, kinematisk, och kinetiska parametrar.
Med båda systemen deltagarna visat någon ökad steglängd och dubbla stöd och decreased gånghastighet och takt WP jämfört med NP (p <0,05). Även med motion capture, var större enda stöd tid hittade WP (p <0,05). Med 3-D fånga, mindre hip generation och stunder av force makt påträffades vid hälen kontakt och pre-swing samt mindre knä kraftabsorption på hälen kontakt, pre-swing, och terminal swing WP jämfört med NP, om man ser över en cykel (p <0,05). Dessutom WP gav mindre stunder av kraft på hälen kontakt och terminal gunga längs med större ögonblick i mitten av hållning av en gångcykel (p <0,05). Inga ändringar hittades för hållning.
NW förefaller lämpligt för att främja en normal gångmönster hos äldre vuxna. Tredimensionell motion capture bör i första hand användas under kortvarig gånganalys (dvs. enkel gångcykel), medan accelerometry system bör i första hand användas i fall som kräver längre varaktighet analys såsom under 6MWT.
Introduction
Stavgång (NW) betraktas som en enkel och säker form av fitness walking med hjälp av specialdesignade stolpar 1. Det föreslås att stolpar ger ökad stabilitet, förbättra hållning, och minska gemensamma stress de nedre extremiteterna. Det finns dock begränsad eller motsägelsefulla bevis om gemensam lastning och postural anpassning. Å ena sidan, Schwameder et al. 2, Willson et al. 3, och Koizumi 4 Rapport förbättringar i kinematiska åtgärder och / eller minskning av mark reaktion, kompression och skjuvkrafter med sina stavgång studier et al.. Å andra sidan, minskar kinematiska åtgärder och ökad gemensam belastning i form av broms / framdrivningskrafter och stunder av kraft har rapporterats av et al. Hansen 5, et al. Stief 6, och Hagen et al. 7 medan stavgång. Dessutom, påståenden om förbättrad postural anpassning verkar ha gått entirely stöds av vetenskaplig forskning på denna punkt.
I likhet med de motsägelsefulla resultat hittades med gångmönster, olika metoder och utrustning har använts i denna linje av forskning. Flera studier har använt tre-dimensionella motion capture system 4,6 och digitala videokameror 2,5, alla med kraftplattor som ingår i systemet, för att adekvat bedöma gång. Medan dessutom har andra studier användes andra medel för att bedöma Nordic poling gång inklusive användning av electrogoniometry 7, elektromyografi (EMG) 8, och töjningsgivare monterade på stolpar 2,9. Med den teknik som används i detta protokoll, presenterar den specifika fördelen att kunna visa en mer lämplig representation (dvs. upprepade gångcykler) för en enskild nordiska poling gång över alternativa tekniker som har fokuserat mer på korta löptider och enskilda gångcykler. Dessutom använder den här metodenaccelerometry ett giltigt verktyg, som på denna punkt har glest används i stavgång forskning. Beroende på syftet med enskilda forskningsprojekt, kan tillämpningen av detta protokoll vara lämplig för situationer som beskrivs i detta protokoll, särskilt för kort och lång varaktighet gång. Det är viktigt att notera att både motion capture och accelerometry är lämplig för att erhålla en mängd olika gångegenskaper, inklusive: spatial-temporala (t.ex. steglängd, gånghastighet, etc.), kinematisk (t.ex. rörelseomfång), och kinetisk (t.ex. krafter , uteffekter, etc.) parametrar.
Och trots användningen av dessa olika delar av utrustning, har endast kortvariga gånghändelser (dvs. enda gång cykel) bedömts lämna frågor i fråga om att bäst bedöma längre varaktighet gång (dvs. upprepade gång cykler). Därför är den logiska grunden för utveckling och användning av denna teknik baserad på importance av utforma en fullständig bild av den nordiska poling gång.
Syftet med denna studie var tvåfaldig. För det första är det primära målet att bestämma och motivera användningen av både accelerometry system och 3-dimensionella motion capture system vid bedömningen av gång och hållning över både korta och långa löptider. I andra hand är målet att fastställa den totala effekten av gångstavar på gångmönster, inklusive rumsliga-temporala och kinetiska åtgärder samt postural anpassning av äldre vuxna. Hittills har minimal forskning fokuserat på äldre vuxna NV och det som har publicerats, har funktionen (dvs styrka, balans, flexibilitet) representerade primära utfallsvariabler. Därför behövs kunskap avseende rollen av gångstavar på mätbara gång variabler och kan ge insikt i hur stolpar kan spela i våra gångmönster när vi åldras.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vikten av att upprätthålla konsekvens i termer av pol användning är avgörande inom detta protokoll. Särskilt lämpliga åtgärder för korrekt polarisering teknik liksom lämplig pol som inrättats är viktigt att upprätthålla överensstämmelse mellan olika studier. Därför riktlinjer och instruktioner för en specifik stavgång organisation bör följas för protokoll såsom detta. Dessutom och i synnerhet när man använder accelerometry, användning av en hel kropp uppsättning av tri-axial monitorer är vi…
Declarações
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 |
Referências
- 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).
