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, Jos&#233;e, Ria, Lei, and Nadia, for their help with various aspects of this study.

Diese Studie wurde in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Forschungs Ethikrat der Universität von Ottawa durchgeführt. 1. Screening-Verfahren <ol><li> Bieten Seite zeigen Präsentationen zu lokalen Wandergruppen und Post Rekrutierung Plakate an Gemeindezentren und öffentliche Einrichtungen, um eine Gruppe von aktiven, Community-Wohnung ältere Erwachsene zu rekrutieren. </li><li> Nach dem ersten Besuch, begrüßen Sie zuerst die Teilnehmer, führen sie ins Labor, und ihnen Zeit in angemessene Kleidung zu ändern (dh Shorts, T-Shirt und Laufschuhe). Einmal fertig, bieten jedem Teilnehmer eine eingehende Beschreibung der Versuche, eine schriftliche Einverständniserklärung erhalten, und Bildschirm jedes einzelnen Studienberechtigung mit verschiedenen Fragebögen. HINWEIS: Einschlusskriterien beinhaltet: 55-80 Jahre alt, Anfänger bis zum Nordic Walking (NW), keine neurologischen Erkrankungen, keine kognitiven Beeinträchtigungen, keine Herzbeschwerden, keine frühere Verletzungen oder Operationen zu beeinflussen Gang und obereExtremität Bewegung und die Fähigkeit, ohne Hilfe zu gehen. <ol><li> Haben die Teilnehmer eine allgemeine Gesundheit und körperliche Aktivität Fragebogen und die körperliche Aktivität Bereitschaft Fragebogen (PAR-Q) absolvieren, um Alter, Aktivitätsniveau, um zu bestätigen, alle vorhandenen neurologischen Erkrankungen, und kurz Herzgesundheit zu beurteilen. </li><li> Als nächstes müssen sie einen selbst berichteten Haltungsstabilität vervollständigen und fällt Fragebogen (von Ashburn angepasst et al. 10) fallen Prävalenz zu bestimmen, falls zutreffend. Schließlich runden das Montreal Cognitive Assessment (MOCA) mit jedem Fach , um milde kognitive Beeinträchtigung 11 zu steuern, eine Mindestpunktzahl von 26 von 30 bildet. </li></ol></li></ol> 2. Pole Set-up und Nordic Walking Unterricht <ol><li> Geben Sie jedem Teilnehmer mit einem Satz von Polen, und sie anweisen, wie die Pole auf eine optimale Länge im Verhältnis zu ihrer Höhe zu verstellen. Stellen Sie sicher, dass die Einstellung auf etwa 6 entspricht5% der Körperhöhe des Individuums. <ol><li> Geben Sie jedem Teilnehmer mit den folgenden Anweisungen bezüglich Pol Einstellung. Bitten Sie die Teilnehmer aufrecht zu stehen, haben die Teilnehmer die Polspitze vor den Zehen stellen, weisen die Teilnehmer den Ellenbogen und Unterarm zu legen neben dem Körper, und bitten die Teilnehmer, die Pole zu verlängern, so dass die Ellenbogen bildet eine ungefähre 90 ° Winkel neben dem Körper. Schließlich ziehen Sie die Pole und Winkel nach hinten die Boot-Tipps. </li></ol></li><li> Weisen Sie dem Teilnehmer die folgenden vier grundlegenden Schritte , um die Menge an Informationen zu minimieren ein gründliches Verständnis der Technik 12 zu verarbeiten und zu gewährleisten. Allot ca. 30 min für den Unterricht und die anschließende Praxis der Technik. HINWEIS: Nordic-Walking-Anweisungen sind von einem zertifizierten Nordic Walking Instruktor Pol gegeben werden. <ol><li> Vor dem Befestigen der Handschlaufe, weisen Sie den Teilnehmer ihre Pole hinter den unteren Rücken zu legen undaufrecht stehen. Bitten Sie die Teilnehmer mit ihrer Brust hoch und die Schultern entspannt zu stehen. ANMERKUNG: Erklären Sie dem Teilnehmer, der dies geschehen ist für Nordic Walking ein Verständnis für die erforderlichen aufrechte Körperhaltung zu gewinnen. </li><li> Haben jeder Teilnehmer die Handgelenkbaender sichern, legen Sie die Polspitzen hinter ihnen, und ihre Arme an ihren Seiten zu entspannen. Während ihre Hände offen zu halten (dh nicht Griffe Greifen), weisen Sie den Gegenstand mit minimaler Schwingarm für ca. 100 m zu beginnen zu Fuß. HINWEIS: In dieser Phase sind die Pole einfach hinter dem Teilnehmer hinterher. </li><li> Während noch die Hände zu öffnen und ziehen die Pole hinter ihnen zu halten, weisen Sie den Teilnehmer schneller zu beginnen, zu Fuß. Bitten Sie die Teilnehmer, ihre Hand zu visualisieren zu bringen, als ob sie im Begriff sind, jemandem die Hand zu schütteln. HINWEIS: In dieser Phase erklären, dass das Ziel ist es, die natürliche gegenseitige und rhythmische Aktionen der Arme und Beine während des Gehens zu fördern. </li><li> Endlich,wie der Arm nach vorne schwingt, haben die Teilnehmer sanft den Griff erfassen und eine Kraft gegen den Boden anzuwenden. Mit jedem Arm schwingen, weisen Sie den einzelnen zu leicht die Stangen aus dem Boden heben und sie fest mit jeder weiteren Schritt pflanzen. HINWEIS: In dieser Phase erklären, dass die aufgebrachte Kraft hilft bei der Progression des Ganges und der Widerstand Muskulatur auf den Oberkörper zur Verfügung stellt. </li></ol></li></ol> 3. Datenerfassung und Testprotokoll <ol><li> Mit einem Standard Maßband, Waage, und Sattel, nehmen die anthropometrische Messungen des Teilnehmers, einschließlich Größe, Gewicht, inter-ASIS Abstand, links und rechts Beinlängen, Kniebreiten, Knöchel Breiten, Schulter-Offsets, Ellenbogen- Breiten, Handgelenk Breiten und Handdicken. <ol><li> Einem Maßband, von der anterior-superior Spina iliaca (ASIS) zur Mitte des Innenknöchels sowie der Abstand zwischen dem linken und rechten ASIS (dh jede Beinlänge als den Abstand messen &lt;/ Em&gt; inter-ASIS Abstand). <ol><li> (ZB Kondylen) jedes Gelenks nächstes messen die Breiten jedes Gelenk mit einer Schieblehre , indem der Abstand zwischen den knochigen Protuberanzen finden. Schließlich messen die Höhe und das Gewicht des Teilnehmers ein Standard Maßband und Skala sind. </li></ol></li></ol></li><li> Um Gangmuster (zB räumlich-zeitliche Maßnahmen) und Körperhaltung über einen langen Zeitraum zu beurteilen, ein Accelerometrie System für die Datenerfassung verwenden während der 6 - Minuten - Gehtest (6MWT), die eine gültige und entsprechende Test bei der Beurteilung ist von älteren Erwachsenen körperliche Ausdauer 13. <ol><li> Für die Accelerometrie System sicher, dass es von mindestens 6 Sensoren besteht, die jeweils mit Beschleunigungsmessern und Gyroskopen in sie eingearbeitet, um sowohl die Beschleunigung (g) und der Winkelgeschwindigkeit (Grad / sec) jedes spezifischen Körpersegment zu messen. <ol><li> Vor der Platzierung auf dem Teilnehmer, sicherzustellen, dass alle Sensoren are sicher an die Dockingstation , um das System verankert , sie zu synchronisieren und das System zu kalibrieren und schließlich präzise Datenmessungen 14 Relais. </li></ol></li><li> Bringen Sie die Sensoren mit einstellbaren Klettbänder, sichern die Sensoren an die Handgelenke, Knöchel, der Lendenwirbelsäule (L5) und Stamm und sammeln mit einer Abtastrate von mindestens 100 Hz. <ol><li> Wenn die Sensoren platzieren, sicherzustellen, dass sie nach den Systemrichtlinien ausgerichtet sind. Positionieren Sie die Knöchel Sensoren vorn. Positionieren Sie die Handgelenksensoren hinten (wenn in anatomischen Position). Positionieren Sie den Stamm-Sensor oben auf dem Brustbein, und die Position der L5-Sensor direkt an der L5 Wirbel. HINWEIS: Kinematische Daten werden drahtlos von diesen Sensoren zu einem Zugangspunkt übertragen, die exakt der Zeit der Übertragung der synchronisierten Daten verwendet wird. </li></ol></li><li> Den Teilnehmer mit den 6 Sensoren und sie bitten, zwei Studien der 6MWT auszuführen, eine mit Stangen und one ohne. Randomly ordnen Sie diese zwei Studien zur Wirkung, um zu steuern. </li><li> Weisen Sie den Teilnehmer zu Fuß hin und her entlang einer 25 m Gehweg an einem selbst gewählten Geschwindigkeit für die 6MWT, sowohl für mit und ohne Stöcke. Zu diesem Zeitpunkt sollten Sie auf &quot;Start&quot; klicken, um die Datenerfassung mit dem Accelerometrie System zu beginnen. HINWEIS: Während der Pole Studien liefern weitere Anweisung an die Teilnehmer ihre Polarisierungs Anweisung zu implementieren. </li></ol></li><li> kurzer Dauer Gang Ereignisse mit Hilfe eines 3-dimensionalen Motion-Capture-System bei einem Minimum von 100 Hz zu sammeln, mit zwei Kraftmessplatten in den Weg eingebettet Schließlich beurteilen. Synchronisieren Sie die Kraft-Plattformen mit der Motion-Capture-System sicher, dass die Kraft-Plattformen Rauschen in den Daten zu verhindern, auf Null gesetzt, und sicherzustellen, dass sie bei einer ausreichenden Abtastrate sammeln, zum Beispiel 1000 Hz. <ol><li> Synchronisieren Sie die Kraftmessplatten auf die Motion-Capture-System indem sie zunächst mit dem Computer verbinden über die Drähte liefernd von der Firma. Zweitens, direkt innerhalb der Motion-Capture-System-Software, ist es zwingend notwendig, um &quot;Hinzufügen&quot; die Kraftplatten an die Fangvolumen durch die Dimensionen, Empfindlichkeiten Eingabe, Abtastraten und alle anderen erforderlichen Informationen für das System. </li><li> Stellen Sie sicher, dass die Kraftmessplatten &quot;auf Null gesetzt&quot; worden sind. Tun Sie dies in zwei Schritten: 1) Rechtsklick auf jede Kraftmessplatte innerhalb der Software und wählen Sie &quot;Null-Kraftmessplatte &#39;und 2) drücken Sie die&quot; Null &quot;Taste, die direkt auf dem Datenerfassungsfeld der Kraftmessplatten ist. HINWEIS: Stellen Sie sicher, dass die Motion-Capture-System-Informationen in Echtzeit sammelt sowohl aus dem linken und rechten Beine Fuß schlägt auf jeder Kraftplattform und ermöglicht eine räumlich-zeitliche, kinematische und kinetische Analyse. </li></ol></li><li> Führen Sie eine dynamische Kalibrierung des Systems (dem Ziel, die Erfassung Volumen definiert, die verwendet werden, während der Datensammlung ist). Um dies zu tun, winken ein 3-Marker Stab in einer kontrollierten Art und Weise durch die capture Raum. Führen Sie dann eine statische Kalibrierung des Systems das globale Koordinatensystem zu setzen (dh Bezugspunkt von 0, 0, 0 (x, y, z) durch einen 4-Marker L-Rahmen platzieren zu diesem Referenzpunkt angegeben und wählen Sie &quot;Lautstärke einstellen &#39;innerhalb der Computer-Software. HINWEIS: Die dynamische Kalibrierung hilft später bei der Rekonstruktion der 3D-Position von 39 reflektierenden Markierungen für dieses Modell verwendet. <ol><li> Den Teilnehmer mit den 39 reflektierenden Markierungen, Befestigen sie doppelseitigen Klebeband und sie auf bestimmte anatomische Orientierungspunkte platzieren, einschließlich: zweite Mittelfußknochen, seitlichen Knöchels, calcanei, links und rechts Mitte Schaft, seitliche Femurkondylen, links und rechts der Mitte des Oberschenkels , ASIS, SIPS, T10, C7, rechts zurück, Schlüsselbein, Brustbein, acromion Prozesse, links und rechts Mitte Humerus, seitliche Epikondylen, links und rechts Mitte Unterarm, medialen und lateralen Handgelenke, zweite metacarpals, anterior-lateralen Kopf, und posterior-lateralen Kopf. </li><li> Weisen Sie den Teilnehmer dannführen 6 Versuche mit einem 5 m zu Fuß durch die Systeme erfassen Volumen, drei mit Polen und drei ohne. zuweisen Randomly diese Versuche zur Kontrolle für Order-Effekt und bieten die gleiche Unterweisung gemäß den 6MWT. </li></ol></li></ol> 4. Daten und statistische Analyse 14 <ol><li> Bei der Analyse des 6MWT, entfernen Sie alle verwandelt sich während des Prozesses, um streng stationären Zustand zu Fuß zu berücksichtigen Nachdem die Windungen zu entfernen, verwenden Sie die Systemsoftware, die räumlich-zeitliche Maßnahmen, Stamm Bewegungsbereich (ROM) in allen Orten zu extrahieren und Stamm Geschwindigkeiten in allen Ebenen. ANMERKUNG: Dies wird automatisch während des Protokolls durch Algorithmen , die von dem System selbst verwendet 14 getan. Die Schritte, die notwendigen abhängigen Variablen innerhalb dieses Systems zu extrahieren, sind unten aufgeführt. <ol><li> Mit dem Accelerometrie Systemsoftware, klicken Sie zunächst auf &quot;Monitordaten&quot;, wählen Sie die entsprechenden Studien zeitgestempelt, die gesammelt wurden, Rechtsklick auf die trrialien, und wählen Sie &quot;in das CSV-Convert. Nachdem Sie das getan, öffnen Sie die CSV-Datei und stellen Sie sicher, dass die Daten von allen 6 Sensoren ist zur weiteren Analyse exportiert. </li><li> Als nächstes wählen Sie die Testversion erneut und klicken Sie auf &quot;Export in PDF&quot;. Beachten Sie das System einen PDF-Bericht mit einer Reihe von Variablen zu erzeugen. Von hier aus extrahieren Variablen, die für die Untersuchung gewünscht werden, in diesem Fall räumlich-zeitlichen und kinematische Maßnahmen. </li></ol></li><li> Für 3-dimensionale Bewegungserfassung, filtern, um alle Versuche vierter Ordnung Null Verzögerung mit Butter für analoge Geräte mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz sowie ein Woltring Filter für die Marker-Trajektorien mit einem 15 mm MSE vorhergesagten Wert zu filtern. Um dies zu tun, fügen Sie die &quot;Butterworth und Woltring &#39;Filteroptionen zur Operations Pipeline innerhalb der Systemsoftware, wählen Sie die oben genannten Grenzfrequenzen und MSE-Werte, und klicken Sie auf&quot; Ausführen &quot;. <ol><li> Fügen Sie einen &#39;Export in ASCII-Datei &quot;Operation zur Operations Pipeline innerhalbdas System ein und wählen Sie &quot;Ausführen&quot;. Speichern Sie die neu exportierten ASCII (Tabelle) Arbeitsblatt mit dem Computer. </li><li> Öffnen Sie die exportierten ASCII - Dateien und in jeder Datei die Leistungsausgänge und Kraftmomente (dh Kinetik) für jede der unteren Extremität Gelenke, einschließlich der Knöchel, Knie und Hüfte. HINWEIS: Unter Verwendung der Minimal- und Maximalfunktionen im Arbeitsblatt berechnen die oberen und unteren Spitzen zu den verschiedenen Phasen eines einzelnen Gangzyklus entspricht (zB A1, K1, H1, etc.) , wie von Winter 14 skizziert. </li><li> Als nächstes extrahiert die räumlichen-zeitlichen Maßnahmen den spezifischen Systemsoftware verwendet, die in diesem Fall automatisch durch die Systemalgorithmen und von anthropometrischen Messungen berechnet wird. die spezifischen Variablen zu extrahieren, zuerst die gewünschte Studie in die Systemsoftware zu importieren, wählen Sie &quot;Events&quot; und klicken Sie auf die gewünschte Variable die Variable Durchschnitt von jedem Versuch zu erhalten. </li></ol></li><li> Lastly, die ASCII-Dateien verwenden, die Bahnen für die C7-Marker sowie die sakrale / Becken-Marker finden. Mit Hilfe dieser Bahnen berechnen Haltungs-Ausrichtung als Differenz zwischen diesen Markern und Bahnen in den beiden medial-lateral und anterior-posterioren Richtung. </li><li> Öffnen Sie statistische Software und importieren Sie die spezifische Studie. Zuerst mit Shapiro-Wilks-Test auf Normalität, sicherzustellen, ob die Daten normal verteilt ist. <ol><li> Zum Vergleich mit und ohne Stöcke, gepaart mit t-Tests, wenn die Daten normalverteilt ist und Wilcoxon Signed Tests Rang bei Krümmung. Verwenden Holm-Sidak mehrere Verfahren paarweise Vergleich, wenn notwendig. Signifikanzniveau bei p &lt;0,05 festgelegt. </li></ol></li></ol>

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Diese Arbeit wird teilweise durch Nordixx Kanada, Hersteller der Walking-Stöcke in diesem Video verwendet finanziert.

Die Bedeutung Konsistenz der Pflege in Bezug auf die Pole Verwendung ist von entscheidender Bedeutung innerhalb dieses Protokolls. Insbesondere sind geeignete Schritte für die richtige Polung Technik sowie für eine angemessene Pol eingerichtet wichtige Konsistenz über verschiedene Studien hinweg aufrecht zu erhalten. Daher sind die Richtlinien und Anweisungen eines bestimmten Nordic-Walking-Organisation sollte für Protokolle wie diese eingehalten werden. Zusätzlich und vor allem bei der Verwendung von Accelerometri...

Nordic Walking (NW) ist als einfache und sichere Form der Fitness - Walking angesehen 1 speziell entwickelten Stöcke verwenden. Es wird vorgeschlagen, dass Pole zusätzliche Stabilität sorgen, Verbesserung der Körperhaltung und Belastung der Gelenke der unteren Extremitäten zu verringern. Es besteht jedoch begrenzt oder widersprüchliche Aussagen Gelenkbelastung und Körperhaltung in Bezug auf. Auf der einen Seite Schwameder et al. 2, Willson et al. 3 und Koizumi et al. 4 Bericht Verbesserungen in kinematischen Maßnahmen und / oder Verringerung der Bodenreaktions, Kompression und Scherkräfte mit ihren Pol zu Fuß Studien. Auf der anderen Seite, kinematische Maßnahmen und erhöhte Gelenkbelastung in Bezug auf die Brems- / Antriebskräfte und Kraftmomente rückläufig von Hansen et al. 5, Stief et al. 6 und Hagen et al. 7 , während Pol zu Fuß. Zusätzlich Ansprüche der verbesserten Körperhaltung scheinen gegangen entirel zu habeny nicht unterstützt durch wissenschaftliche Forschung zu diesem Punkt. Ähnlich wie bei den widersprüchlichen Ergebnissen mit Gangmuster gefunden, verschiedene Methoden und Geräte wurden auch in dieser Linie der Forschung eingesetzt. Mehrere Studien haben 3-dimensionale Motion - Capture - Systeme 4,6 und digitale Videokameras 2,5, alle mit Kraftmessplatten in das System, Gang angemessen beurteilen eingearbeitet , um verwendet. Während zusätzlich andere Studien haben andere Mittel zur Beurteilung Nordic Polarisierungs Gang einschließlich der Verwendung von electrogoniometry 7, Elektromyographie (EMG) 8 eingesetzt und Dehnmessstreifen angebracht Pole 2,9. Mit der Technik in diesem Protokoll verwendet wird , stellt sie den spezifischen Vorteil, dass sie eine entsprechende Darstellung (dh wiederholt Gangzyklen) eines Individuums Nordic Polarisierungs Gang über alternative Techniken zu demonstrieren , die mehr konzentriert auf kurze Laufzeiten und einzelne Gangzyklen. Auch dieses Verfahren nutztAccelerometrie, ein geeignetes Instrument, die bis zu diesem Punkt hat sich dünn in Nordic-Walking-Forschung eingesetzt. Je nach Ziel der einzelnen Forschungsprojekte kann die Anwendung dieses Protokolls für Situationen geeignet, wie in diesem Protokoll beschriebenen, besonders für kurze und lange Dauer Gang. Es ist wichtig zu beachten , dass sowohl Motion - Capture - und Accelerometrie eignen sich für eine Vielzahl von Gangeigenschaften zu erhalten , einschließlich: räumlich-zeitliche (zB Schrittlänge, Gehgeschwindigkeit, etc.), Kinematik (zB Bewegungsbereich) und kinetische (zB Kräfte , Leistungsausgänge, etc.) Parameter. Und trotz der Verwendung dieser verschiedenen Teile der Ausrüstung, nur von kurzer Dauer Gang Ereignisse (dh einzelne Gangzyklus) haben bewertet worden, Fragen in Bezug verlassen beste längere Dauer Gang Beurteilung (dh wiederholt Gang - Zyklen). Daher wird die Begründung für die Entwicklung und Anwendung dieser Technik auf die i basierendmportance der ein vollständiges Bild von Nordic Polarisierungs Gang Gestaltung. Der Zweck dieser Studie war zweifach. Erstens ist das primäre Ziel zu bestimmen und die Verwendung beider Accelerometrie Systeme und 3-dimensionale Motion-Capture-Systeme bei der Beurteilung der Gang und Haltung über kurze und lange Zeiträume untermauern. In zweiter Linie ist es das Ziel, die Gesamtwirkung der Nordic-Walking-Stöcke auf Gangmuster einschließlich räumlich-zeitliche und kinetische Maßnahmen sowie Körperhaltung der älteren Erwachsenen zu bestimmen. Bis heute hat minimale Forschung konzentrierte sich auf älteren Erwachsenen NW und von dem , was veröffentlicht wurde, Funktion (dh Kraft, Balance, Flexibilität) hat die primären Zielvariablen dargestellt. Daher Wissen um die Rolle von Walking-Stöcke auf meßbare Gang Variablen im Zusammenhang benötigt wird und einen Einblick geben können, wie Pole in unsere Gangmuster spielen können, wie wir altern.

<table><tbody><tr><td>Nordic walking poles</td><td>Nordixx Canada</td><td>Nordixx Global Traveler or Walker</td><td>Alternative poles may be used</td></tr><tr><td>APDM accelerometry system</td><td>APDM</td><td>Opal system</td><td>Alternative systems may be used</td></tr><tr><td>Vicon motion capture system</td><td>Vicon</td><td></td><td>Alternative systems may be used</td></tr><tr><td>Kistler force platforms</td><td>Kistler</td><td></td><td>Alternative platforms may be used</td></tr><tr><td>Vicon Nexus &amp;amp; Polygon</td><td>Vicon</td><td></td><td>Used in data analysis</td></tr><tr><td>14 mm reflective markers</td><td>Vicon</td><td></td><td>Number or markers depends on model</td></tr><tr><td>Tape measure</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Weight scale</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caliper</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

substantiating appropriate motion capture techniques for the assessment of nordic walking gait and posture in older adults

Nordic Walking (NW) ist eine sichere und einfache Form der Übung in den letzten Jahren, und dieses Gangbild bei der Untersuchung wurden verschiedene Techniken der Datenerhebung eingesetzt worden, die jeweils mit positiven und negativen. Ziel war es, die Wirkung von NW auf älteren Erwachsenen Gang und Haltung zu bestimmen und in die optimale Nutzung unterschiedlicher Datenerfassungssysteme sowohl kurze als auch lange Dauer-Analyse zu bestimmen. Gang- und Körperhaltung während der NW und normalen Gehen wurden bei 17 gesunden älteren Erwachsenen (69 ± 7,3 Jahren) bewertet. Die Teilnehmer führten zwei Studien von 6 Minuten zu Fuß Tests (6MWT) (1 mit Polen (WP) und 1 ohne Pole (NP)) und 6 Versuche mit einem 5m zu Fuß (3 WP und 3 NP). Bewegung wurde mit zwei Systemen aufgezeichnet, ein 6-Sensor Accelerometrie System und ein 8-Kamera 3-dimensionale Motion-Capture-System, um die räumlich-zeitliche zu quantifizieren, kinematische und kinetische Parameter. Mit beiden Systemen demonstriert Teilnehmer erhöhte Schrittlänge und Doppelstütze und Verkleed Gehgeschwindigkeit und Kadenz WP im Vergleich zu NP (p &lt;0,05). Auch mit Motion-Capture, größere Einzel Support-Zeit wurde festgestellt, WP (p &lt;0,05). Mit 3-D-Erfassung, kleinere Hüfte Energieerzeugung und Kraftmomente wurden bei Fersenkontakt und Pre-Swing sowie kleinere Kniestromaufnahme bei Fersenkontakt, Pre-Swing und Terminal swing WP im Vergleich zu NP gefunden, wenn beurteilt über ein Zyklus (p &lt;0,05). Auch ergab WP kleinere Kraftmomente bei Fersenkontakt und Terminal schwingen zusammen mit größeren Momente in der Mitte der Haltung eines Gangzyklus (p &lt;0,05). Es wurden keine Änderungen für die Körperhaltung gefunden. NW scheint angemessen für ein normales Gangbild bei älteren Erwachsenen zu fördern. Dreidimensionale Bewegungserfassung sollte in erster Linie während der kurzen Dauer der Ganganalyse (dh einzelne Gangzyklus) verwendet werden, während Accelerometrie Systeme in erster Linie in den Fällen eingesetzt werden , sollten längere Dauer Analyse erfordern , wie zum Beispiel während der 6MWT.

Spatial-Temporal Gait Parameter Wenn es mit Nordic-Walking-Stöcke zu Fuß und bewertet unter Verwendung von Motion-Capture-und Kraftmessplatten, Schrittlänge (p &lt;0,01), Doppel-Support-Zeit (p &lt;0,001) und einzelne Stützzeit (p &lt;0,001) sind alle deutlich länger im Vergleich zu Walking ohne Stöcke . Zusätzlich Gehgeschwindigkeit (p &lt;0,05) signifikant langsamer und Kadenz (p &lt;0,001) signifikant kleiner bei dem...

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Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults

Mauern entsprechende Motion Capture-Techniken für die Beurteilung der Nordic-Walking-Gang und Haltung in den älteren Erwachsenen

Ziel war es, die optimale Nutzung von Techniken der Datenerhebung für Nordic-Walking-Gang- und Haltungsanalyse untermauern. Dreidimensionale Bewegungserfassung sollte während der kurzen Dauer - Analyse (dh einzelne Gangzyklus) verwendet werden, während Accelerometrie sollte für längere Dauer - Analyse (dh wiederholten Zyklen) wie ein 6 - Minuten - Gehtest verwendet werden.

Nordic walking (NW) has become a safe and simple form of exercise in recent years, and in studying this gait pattern, various data collection techniques ...

substantiating-appropriate-motion-capture-techniques-for-assessment

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

8.7K Aufrufe.  University of Ottawa.  Ziel war es, die optimale Nutzung von Techniken der Datenerhebung für Nordic-Walking-Gang- und Haltungsanalyse untermauern. Dreidimensionale Bewegungserfassung sollte während der kurzen Dauer - Analyse (dh einzelne Gangzyklus) verwendet werden, während Accelerometrie sollte für längere Dauer - Analyse (dh wiederholten Zyklen) wie ein 6 - Minuten - Gehtest verwendet werden. 

Serie: Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults

Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: STW). Thus, in clinical rehabilitation separation of sit-to-stand and gait initiation - termed sit-to-stand-and-walk (STSW) - is usual. However, a standardized STSW protocol with a clearly defined analytical approach suitable for pathological assessment has yet to be defined.
Hence, a goal-orientated protocol is defined that is suitable for healthy and compromised individuals by requiring the rising phase to be initiated from 120% knee height with a wide base of support independent of lead limb. Optical capture of three-dimensional (3D) segmental movement trajectories, and force platforms to yield two-dimensional (2D) center-of-pressure (COP) trajectories permit tracking of the horizontal distance between COP and whole-body-center-of-mass (BCOM), the decrease of which increases positional stability but is proposed to represent poor dynamic postural control.
BCOM-COP distance is expressed with and without normalization to subjects&#39; leg length. Whilst COP-BCOM distances vary through STSW, normalized data at the key movement events of seat-off and initial toe-off (TO1) during steps 1 and 2 have low intra and inter subject variability in 5 repeated trials performed by 10 young healthy individuals. Thus, comparing COP-BCOM distance at key events during performance of an STSW paradigm between patients with upper motor neuron injury, or other compromised patient groups, and normative data in young healthy individuals is a novel methodology for evaluation of dynamic postural stability.

Here, we present a novel protocol to measure positional stability at key events during the sit-to-stand-to-walk using the center-of-pressure to the whole-body-center-of-mass distance. This was derived from the force platform and three-dimensional motion-capture technology. The paradigm is reliable and can be utilized for the assessment of neurologically compromised individuals.

Sit-to-Stand-und-Fuß von 120% Kniehöhe: Ein neuartiger Ansatz zur Beurteilung Dynamische Postural Steuerung Unabhängig von Blei-Glied

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: ...

Forschung

Verhalten

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

Ganganalyse altersabhängigen motorische Beeinträchtigungen bei Mäusen mit neurodegenerativen Erkrankungen

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

Entwicklungsbiologie

Computerized Dynamic Posturography for Postural Control Assessment in Patients with Intermittent Claudication

Computerized dynamic posturography with the EquiTest is an objective technique for measuring postural strategies under challenging static and dynamic conditions. As part of a diagnostic assessment, the early detection of postural deficits is important so that appropriate and targeted interventions can be prescribed. The Sensory Organization Test (SOT) on the EquiTest determines an individual&#39;s use of the sensory systems (somatosensory, visual, and vestibular) that are responsible for postural control. Somatosensory and visual input are altered by the calibrated sway-referenced support surface and visual surround, which move in the anterior-posterior direction in response to the individual&#39;s postural sway. This creates a conflicting sensory experience. The Motor Control Test (MCT) challenges postural control by creating unexpected postural disturbances in the form of backwards and forwards translations. The translations are graded in magnitude and the time to recover from the perturbation is computed.
Intermittent claudication, the most common symptom of peripheral arterial disease, is characterized by a cramping pain in the lower limbs and caused by muscle ischemia secondary to reduced blood flow to working muscles during physical exertion. Claudicants often display poor balance, making them susceptible to falls and activity avoidance. The Ankle Brachial Pressure Index (ABPI) is a noninvasive method for indicating the presence of peripheral arterial disease and intermittent claudication, a common symptom in the lower extremities. ABPI is measured as the highest systolic pressure from either the dorsalis pedis or posterior tibial artery divided by the highest brachial artery systolic pressure from either arm. This paper will focus on the use of computerized dynamic posturography in the assessment of balance in claudicants.

Individuals with intermittent claudication exhibit poor balance compared to healthy controls. Computerized dynamic posturography is an objective method for measuring an individual's postural responses to balance disturbances. This provides an objective reflection of the person&#x2019;s ability to respond to situations under which sensory stimuli are altered and unexpected perturbations occur.

Computerized dynamic posturography with the EquiTest is an objective technique for measuring postural strategies under challenging static and dynamic ...

Medizin

Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and neurological patients1-4, but also in healthy older adults5,6. The quantitative gait analysis described in this protocol is performed with a recently-introduced photoelectric system (see&#160;Materials table) which has the potential to be used in the clinic because it is portable, easy to set up (no subject preparation is required before a test), and does not require maintenance and sensor calibration. The photoelectric system consists of series of high-density floor-based photoelectric cells with light-emitting and light-receiving diodes that are placed parallel to each other to create a corridor, and are oriented perpendicular to the line of progression7. The system simply detects interruptions in light signal, for instance due to the presence of feet within the recording area. Temporal gait parameters and 1D spatial coordinates of consecutive steps are subsequently calculated to provide common gait parameters such as step length, single limb support and walking velocity8, whose validity against a criterion instrument has recently been demonstrated7,9. The measurement procedures are very straightforward; a single patient can be tested in less than 5 min&#160;and a comprehensive report can be generated in less than 1&#160;min.

This protocol is used to evaluate spatial and temporal gait variables of neurological/orthopedic patients and older persons by means of a recently-introduced floor-based photocell system.

Klinische Bewertung der Spatiotemporal Gangparameter bei Patienten und ältere Erwachsene

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and ...

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle Integration von Low-Cost-Sensoren mit einem Neuromuskuläre Elektrostimulation System zur Post-Stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

Neurowissenschaften

Home-Based Monitor for Gait and Activity Analysis

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical evaluators. These measures are slightly subjective and are performed during a visit to a clinic or hospital and constitute therefore a point assessment. Point assessments can be influenced by daily patient condition or factors such as fatigue, motivation, and intercurrent illness. To enable home-based monitoring of gait and activity, a wearable magneto-inertial sensor (WMIS) has been developed. This device is a movement monitor composed of two very light watch-like sensors and a docking station. Each sensor contains a tri-axial accelerometer, gyroscope, magnetometer, and a barometer that record linear acceleration, angular velocity, the magnetic field of the movement in all directions, and barometric altitude, respectively. The sensors can be worn on the wrist, ankle, or wheelchair to record the subject&#8217;s movements during the day. The docking station enables data uploading and recharging of sensor batteries during the night. Data are analyzed using proprietary algorithms to compute parameters representative of the type and intensity of the performed movement. This WMIS can record a set of digital biomarkers, including cumulative variables, such as total number of meters walked, and descriptive gait variables, such as the percentage of the most rapid or longest stride that represents the top performance of patient over a predefined period of time.

This innovative device uses magneto-inertial sensors to permit gait and activity analysis in uncontrolled environments. Currently in the qualification process as an outcome measure in the European Medical Agency, one of the applications will be to serve as a clinical endpoint in clinical trials in neuromuscular diseases.

Home-Based Monitor für Gait- und Aktivitätsanalyse

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical ...

Biotechnik

Exergaming in Older People Living with HIV Improves Balance, Mobility and Ameliorates Some Aspects of Frailty

Approximately 1.2 million people in the United States live with HIV infection. Medical advancements have increased the life expectancy and this cohort is aging. HIV-positive individuals have a high incidence of frailty (~20%) characterized by depression and sedentary behavior. Exercise would be healthy, but due to the frail status of many HIV-positive individuals, conventional exercise is too taxing. The aim of this study was to evaluate the effectiveness and acceptability of a novel game-based training program (exergame) in ameliorating some aspects of frailty in HIV-infected individuals. Ten older people living with HIV were enrolled in an exergame intervention. Patients performed balance exercises such as weight shifting, ankle reaching, and obstacle crossing. Real-time visual/audio lower-extremity joint motion feedback was provided using wearable sensors to assist feedback and encourage subjects to accurately execute each exercise task. Patients trained twice a week for 45 min for 6 weeks. Changes in balance, gait, psychosocial parameters and quality of life parameters were assessed at the beginning, midterm and at conclusion of the training program. Ten patients completed the study and their results analyzed. The mean age was 57.2 &#177; 9.2 years. The participants showed a significant reduction in center of mass sway (78.2%, p = .045) during the semi-tandem balance stance with eyes closed and showed a significant increase in gait speed during a dual task motor-cognitive assessment (9.3%, p = .048) with an increase in stride velocity of over 0.1 m/sec. A significant reduction in reported pain occurred (43.5%, p = .041). Preliminary results of this exergame intervention show promise in improving balance and mobility while requiring older people living with HIV to be more active. The exergame can be continued at home and may have long term as well as short-term benefits for ameliorating frailty associated with HIV infection.

Persons infected with HIV are often frail, depressed and live a sedentary lifestyle for which conventional exercise is too taxing. Here, we present an exercise protocol that ameliorates aspects of frailty in HIV-infected persons. An exergame integrating cognitive control was developed using biosensors that measured balance, weight-shifting and obstacle crossing.

Exergaming bei älteren Menschen mit HIV verbessert die Balance, Mobilität und Verbessert einige Aspekte der Gebrechlichkeit

Approximately 1.2 million people in the United States live with HIV infection. Medical advancements have increased the life expectancy and this cohort is ...

Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask gait analysis consisted of a single walking task (Task 0), a simple motor dual-task (water-holding, Task 1), and a complex motor dual-task (crossing obstacles, Task 2). The task of crossing obstacles was considered to be equivalent to the combination of a simple walking task and a complex motor task as it involved more nervous system, skeletal movement, and cognitive resources. To eliminate heterogeneity in the results of the gait analysis of the stroke patients, the dual-task gait cost values were calculated for various kinematic parameters. The major differences were observed in the proximal joint angles, especially in the angles of the trunk, pelvis, and hip joints, which were significantly larger in the dual motor tasks than in the single walking task. This research protocol aims to provide a basis for the clinical diagnosis of gait function and an in-depth study of motor control in stroke patients with motor control deficits through the analyses of dual-motor walking tasks.

This paper presents a protocol specifically for dual motor task gait analysis in stroke patients with motor control deficits.

Motorische Doppelaufgaben für die Ganganalyse und -bewertung bei Patienten nach einem Schlaganfall

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask ...

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics is still unclear. The present study describes a motion analysis approach that utilizes three-dimensional (3D) reconstruction from video captures. Using this technology, disuse-evoked alterations of walking performances were observed in rodents exposed to a simulated microgravity environment by unloading their hindlimb by their tail. After 2 weeks of unloading, the rats walked on a treadmill, and their gait motions were captured with four charge-coupled device (CCD) cameras. 3D motion profiles were reconstructed and compared to those of control subjects using the image processing software. The reconstructed outcome measures successfully portrayed distinct aspects of distorted gait motion: hyperextension of the knee and ankle joints and higher position of the hip joints during the stance phase. Motion analysis is useful for several reasons. First, it enables quantitative behavioral evaluations instead of subjective observations (e.g., pass/fail in certain tasks). Second, multiple parameters can be extracted to fit specific needs once the fundamental datasets are obtained. Despite hurdles for broader application, the disadvantages of this method, including labor intensity and cost, may be alleviated by determining comprehensive measurements and experimental procedures.

The present protocol describes three-dimensional motion tracking/evaluation to depict gait motion alteration of rats after exposure to a simulated disuse environment.

Umfassendes Verständnis der inaktivitätsinduzierten Gangveränderung bei Nagetieren

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics ...

Postural Organization of Gait Initiation for Biomechanical Analysis Using Force Platform Recordings

Gait initiation (GI), the transient phase between orthograde posture and steady-state locomotion, is a functional task and an experimental paradigm that is classically used in the literature to obtain insight into the basic postural mechanisms underlying body motion and balance control. Investigating GI has also contributed to a better understanding of the physiopathology of postural disorders in elderly and neurological participants (e.g., patients with Parkinson&#39;s disease). As such, it is recognized to have important clinical implications, especially in terms of fall prevention.
This paper aims to provide scholars, clinicians, and higher education students information on the material and method developed to investigate GI postural organization via a biomechanical approach. The method is based on force platform recordings and the direct principle of mechanics to compute the kinematics of the center of gravity and center of pressure. The interaction between these two virtual points is a key element in this method since it determines the conditions of stability and whole-body progression. The protocol involves the participant initially standing immobile in an upright posture and starting to walk until the end of an at least 5 m track.
It is recommended to vary the GI velocity (slow, spontaneous, fast) and the level of temporal pressure - gait may be initiated as soon as possible after the deliverance of a departure signal (high level of temporal pressure) or when the participant feels ready (low level of temporal pressure). Biomechanical parameters obtained with this method (e.g., duration and amplitude of anticipatory postural adjustments, step length/width, performance, and stability) are defined, and their computation method is detailed. In addition, typical values obtained in healthy young adults are provided. Finally, critical steps, limitations, and significance of the method with respect to the alternative method (motion capture system) are discussed.

This paper describes the material and method developed to investigate the postural organization of gait initiation. The method is based on force platform recordings and on the direct principle of mechanics to compute center of gravity and center of pressure kinematics.

Haltungsorganisation der Ganginitiierung für die biomechanische Analyse unter Verwendung von Kraftplattformaufzeichnungen

Gait initiation (GI), the transient phase between orthograde posture and steady-state locomotion, is a functional task and an experimental paradigm that ...