I denna studie presenteras en kliniker-vänlig tredimensionell gånganalys analysmetod, som var avsedda att utföras i rehabiliteringsklinik. Metoden består av en förenklad mätmetod och intuitiv siffror att underlätta kliniker förståelse av resultaten.
Tredimensionell gånganalys (3DGA) har visat sig vara ett användbart kliniska verktyg för utvärdering av gait abnormitet på grund av rörelsestörningar. Användning av 3DGA i faktiska kliniker kvarstår dock mindre vanliga. Möjliga orsaker kan omfatta tidskrävande mätprocessen och svårigheter att förstå mätresultaten, som ofta presenteras med hjälp av ett stort antal grafer. Här presenterar vi en kliniker-vänliga 3DGA metod utvecklad för att underlätta klinisk användning av 3DGA. Denna metod består av förenklad beredning och mätning processer som kan utföras i en kort tidsperiod i kliniska inställningar och intuitiv presentation av rapporten för att underlätta kliniker förståelse av resultat. Snabb, förenklad mätning uppnås genom användning av lägsta markörer och mätning av patienter på ett löpband. För att underlätta kliniker förståelse, presenteras resultaten i siffror baserat på de kliniker perspektiv. En Lissajous översikt bild (LOP), som visar banor av alla markörer ur en holistisk synvinkel, används för att underlätta intuitiv förståelse av gångmönster. Onormal gång mönster index, som är baserade på kliniker perspektiv i gångarten utvärdering och standardiserade använder data från friska försökspersoner, används för att utvärdera omfattningen av typiska onormal gångmönster hos strokepatienter. En graf som skildrar analysen av tå clearance strategin, som skildrar hur patienter är beroende av normal och kompensatoriska strategier för att uppnå tå clearance, presenteras också. Dessa metoder kan underlätta genomförandet av 3DGA i kliniska inställningar och ytterligare uppmuntra utvecklingen av mätning strategier från klinikerns synvinkel.
Tidigare studier har visat nyttan av tredimensionell gånganalys (3DGA) för utvärdering av gångart efter stroke1,2,3. Studier med hög kvalitet motion analyssystem har gett betydande insikt om människans gångmönster, inte bara av den hos friska försökspersoner, men också de tack vare olika rörelserubbningar såsom stroke eller cerebral pares4,5 . Förståelse patologi, bedöma patienter innan behandling för planering eller övervaka ingripande effekter kunde alla främjas med 3DGA6. Ytterligare, flera färska studier har visat potentialen för 3DGA för att ge vägledning för rehabiliterande träning7,8.
Användning av 3DGA i daglig klinisk praxis är dock fortfarande begränsad. En av de stora frågorna är dess tidskrävande process. Markör-apparater som vanligen används i gångarten analys9,10,11 består av mer än 30 markörer för hela kroppen mätning. Dessa marker uppsättningar möjliggör mycket exakt uppskattning av extremiteter och bål rörelse. Detta bidrar till riktigheten av den analys som görs oftast från data av begränsat antal steg som kunde fångas in av kameror placeras runt en gångväg. Detta kräver dock en tidskrävande beredning och mätning processer, som hindrar användning av 3DGA i daglig klinisk praxis.
En annan nackdel att använda 3DGA i en klinisk miljö är att det kan vara svårt att tolka de resultat som avses12. Resultaten av 3DGA visas vanligen i diagram skildrar parametrar såsom gemensamma vinklar och förskjutning av kroppsdelar. Dock handlar gait utvärdering i rehabiliteringskliniker inte bara om utvärdering av rörelsen av kroppsdelar men också holistiska rörelsemönster. Den senare kan bara förstås genom att utvärdera relationerna mellan dessa parametrar, och svårigheten som är inblandade i att göra så gör kliniker mindre villiga att använda 3DGA.
För att lösa dessa problem och underlätta användningen av 3DGA i rehabiliteringsklinik, föreslår vi en förenklad och intuitiv mätmetod för 3DGA. Mätmetoden består av följande: (1) en förenklad markör set med 12 markörer; (2) mätning av patienter på löpbandet; (3) en intuitiv holistisk bild av gångmönster; (4) onormal gång mönster index valideras genom klinisk observation; och (5) visualisering av funktionerna i gångarten strategi. Det protokoll som visas i denna studie följer riktlinjerna av medicinsk etisk kommitté av institutionen.
I det aktuella betänkandet föreslogs en förenklad 3DGA metod. Detta system har utformats för att användas i daglig praxis och innebär en förenklad mätmetod och kliniker-vänlig presentation av resultat.
Flera tidigare rapporter har använt 3DGA och grundläggande kunskaper om människors rörelser har varit tidigare etablerade21. 3DGA har potential att bidra till rehabiliteringskliniker, till exempel genom att förbättra förståelsen av patologin vid gait störningar, för användning inom dosplanering, eller övervaka ingripande effekter. Användning av 3DGA i rehabiliteringskliniker är emellertid fortfarande relativt låg. I området i närheten finns det flera möjliga hinder för användningen av 3DGA i kliniska inställningar. Tidsåtgången är sannolikt ett stort hinder, som forskningsbaserade 3DGA kräver oftast mycket förberedelsetid (dvs., för kalibrering av systemet och montering av markörer). En annan fråga är att resultaten tolkning kan vara utmanande. Gait störningar omfatta brukar flera rörelse avvikelser och förstå olika grafer som härrör från analysen kräver erfarenhet. När det gäller kliniska genomförbarhet vore analyssystem med förenklade metoder och intuitiva datapresentation bra.
Den betydande förberedelsetid som krävs för att utföra befintliga analys metoder är relaterad till strävan efter hög mätnoggrannhet. Men rörelse hastigheten av patienter med störningar i gångarten är begränsad och i daglig rehabilitering praxis kan vi inte kräva denna nivå av noggrannhet. I den nuvarande metoden, protokollet är förenklad och kan utföras under en tidsperiod som bör vara tillräckligt korta för genomförbarheten i dagligen rehabilitering praktiken samtidigt upprätthålla kraven för utvärderingen av patienter med rörlighet störningar13 , 15 , 16 , 17.
I den nuvarande metoden uppfyller resultat presentationsform kliniska krav. I rehabiliteringskliniker börja terapeuter generellt genom att utvärdera holistisk gångmönster. LOP är avsedd att hjälpa klinikerna utvärdera holistisk gångmönster intuitivt med en representativ skildring (dvs., en siffra) i vilken markör banor placeras enligt faktiska positionella relationer. Utvecklingen av onormal gång index används häri var också baserat på klinisk erfarenhet. Index har utvecklats för att kvantifiera omfattningen av kliniskt gemensamma onormal gångmönster stroke patienter och de samtidiga giltighetstider för alla index som har bekräftats via klinisk observation av sjukgymnaster13, 15,16.
Förutom att vara en objektiv utvärderingsmetod som avspeglar klinisk erfarenhet, kommer den föreslagna metoden idealiskt bidra till utvecklingen av nya strategier för rehabilitering. Analysen av tå clearance strategier går utöver konventionella kliniska utvärderingen och har potential att bidra till planeringen av riktad rehabilitering behandlingar. I den föreslagna metod och analys presenteras kliniker med två mål för rehabilitering. omfattningen av tå clearance och graden av ersättning att uppnå den. I sig är ökar tå clearance viktigt för säkra promenader; dock kan minskar ersättning också förbättras gångavstånd effektivitet22. I den nuvarande metoden, kliniker skulle ha tillgång till båda uppsättningar av information som index för säkra promenader och promenader effektivitet, vilket kan bidra till att utveckla riktad rehabilitering strategier för att förbättra säkerheten och effektiviteten av att gå i rehabilitering patienter.
Med tanke på de ovannämnda egenskaperna, kunde denna mätning och analys metod underlätta användningen av 3DGA i rehabilitering kliniken genom att tillhandahålla en objektiv metod att utvärdera gångmönster rehabilitering patienter. Dessutom gör det mer exakt uppskattning av effekten av ingripande än vanliga skalor används i kliniken, som kan bidra till ytterligare förbättringar av ingripande kvalitet i fältet rehabilitering.
Denna studie var inte utan begränsningar. Med tanke på det minskade antalet markörer och relativt låg samplingsfrekvens, kan noggrannheten i mätningen i detta system vara begränsat jämfört med befintliga system. Detta kan vara en kritisk fråga när analysera snabba rörelser såsom de av sport proffs. I synnerhet när du utvärderar gemensamma vinklar eller gemensamma rörelser, kan den förenkla markör som används i den här metoden vara otillräckligt att korrekt uppskatta gemensamma ståndpunkter. Den analys som betonar den gemensamma rörelsen, såsom analys för planering av cerebral pares kirurgi, kunde följaktligen också begränsas med detta förenklade system. Även om systemet var valideras av den kliniska utvärderingen, har psykometriska egenskaper av denna metod ännu inte har definierats i jämförelse med metoden guldmyntfoten. Tekniska begränsningar bör bekräftas ytterligare i kommande studier.
Men hos patienter med störningar i gångart, rörelse hastighet är begränsad och skillnader i prestanda märks jämfört med friska försökspersoner. I den dagliga verksamheten, kan vi därför inte kräva att nivån av exakthet som tillhandahålls av befintliga metoder. Vidare i den här metoden presenteras resultaten som ett genomsnitt gait mönster för en mätperiod på 20 s, som är längre än för de flesta konventionella metoder för att mäta tunnelbaneservice gångart. Den här funktionen kan öka exaktheten och tillförlitligheten i mätningen.
Avslutningsvis, i denna studie, introducerades en förenklad och intuitivt 3DGA metod. För att underlätta användningen av 3DGA för att förbättra kvaliteten på rehabiliteringskliniker, bör ett kliniskt möjlig mätmetod utarbetas. Kliniker-vänlig metoden införs här kan uppmuntra vidareutveckling av kliniskt möjlig mätmodeller och genomförandet av 3DGA i dagligen rehabiliteringskliniker.
The authors have nothing to disclose.
Denna studie har finansierats av Fujita hälsa universitet [Grant nummer 2015100341].
KinemaTracer | KisseiComtec Co., Ltd. | KinemaTracer-6Cam | A simple video-based 3D motion analysis system that consists of camera, workstation and softwares. |