Medical and Biological Sciences XXVI/2 - Collegium Medicum ...

20
Magdalena Hagner-Derengowska et. al.
w stabilnych warunkach. W niniejszej pracy podjęto próbę
oceny zmienności przestrzennych i czasowych parametrów
chodu.
Materiał i m e t o d y . W pracy wykorzystano 29
losowo wybranych zapisów chodu na bieżni. Każdy zapis
analizowano trzy razy w różnych punktach czasowych –
zaczynając od 5., 25. i 45. sekundy chodu. Każda analiza
obejmowała 10 kroków i była wykonywana przez tę samą
osobę. Przestrzenne i czasowe parametry z otrzymanych
analiz dla każdego zapisu zostały porównane przy użyciu
standardowych narzędzi statystycznych. Cały pomiar i zapis
zostały wykonane przy użyciu opartego na ultradźwiękach
systemu do przestrzennej analizy ruchu – ZEBRIS, z jednostką
główną CMS-HS, oprogramowaniem WinGait i protokołem
pomiarowym „15 markers”.
W y n i k i . Uzyskane wyniki wskazują bardzo wysoka
(prawie idealną) korelację (od 0,92 do 1, średnia 0,97 i od 0,94
do 1, średnia 0,98) odpowiednio dla czasowych i przestrzennnch
parametrów pomiędzy wszystkimi analizami.
Średnia różnica w parametrach przestrzennych wynosi 0,7
stopnia, przy maksymalnej różnicy dla jednego ruchu równej
1,3 stopnia. Średnia różnica w wartości procentowej faz
podporu i przenoszenia wynosi 0,8%, a średnia różnica w
długości kroku wynosi 10,5 mm.
W n i o s k i . Bardzo wysoka korelacja między
uzyskanymi wynikami i niewielkie różnice w parametrach
przestrzennych i czasowych pokazują, że analiza chodu za
pomocą systemu opartego na ultradźwiękach może być
uzywana do celów tak klinicznych, jak i badawczych.
Pokazuje również, że analiza na części otrzymanego zapisu w
dowolnym miejscu na osi czasu jest reprezentatywna dla
całego pomiaru.
Key words: gait, 3D movement analysis, gait parameters
Słowa kluczowe: chód, trójwymiarowa analiza ruchu, parametry chodu
INTRODUCTION
Gait is one of the most often analysed forms of
movement not only when it comes to supporting a
diagnosis or controlling treatment, but also as far as
evaluating the progress of a disease at a clinic or in
research is concerned. There are many ways of
assessing the above. They include simple
questionnaires and visual control, as well as
sophisticated, high technology equipment. The latter
comprise mainly high speed cameras and infrared
radiation or ultrasound microphones and transmitters.
Regardless of methodology used, assessing the
changeability of gait parameters in order to decide
whether changes observed with respect to various
measurements or gait disturbances could be considered
as significant or not of great importance. This
changeability is not only characteristic for a given
parameter, but also depends on the measuring system
and the number of gait cycles that are used for an
analysis. Methodology itself matters as well.
In this paper the authors try to assess the usefulness
of a 3D ultrasound-based motion analysis system
manufactured by ZEBRIS GmbH, Germany, and of
methods concerning data analysis based on 10 cycles
of gait.
MATERIALS AND METHODS:
Materials
The study was carried out with the use of 29
records of gait measurements taken in a group
consisting of women aged 22-66 (x=45.4, S.D. 15.6).
All measurements were taken within a standard
diagnosis procedure in the ‘Pod Tężniami’ Health
Clinic in Ciechocinek from March to September 2009.
The research included records of at least 70-second
recordings that showed no visible technical
disturbances or no serious gait disorders. The
recordings used during the research were chosen from
a number of measurements taken from January to July
2009.
Methods
All measurements of gait were taken with the use
of a 3D ultrasound-based motion analysis system,
ZEBRIS, equipped with a main unit – CMS HS – and
two measuring units (one for each side of the body), as
well as WinGait software designed for gait analysis.
During the test, patients were walking on a standard
Kettler treadmill, the inclination of which was 1 degree
(a minimum for this type of treadmill). The speed was
constant and set to a value that suited each participant.
All recordings were taken with the use of a ‘15
markers’ measuring protocol which assesses pelvic,
hip, knee and foot movement. Before a recording took
place a patient had been walking on a treadmill, the
speed of which was selected beforehand, for 3 minutes
and stated that he/she felt comfortable and was walking
in a natural manner. Every record was analysed three
times. The method used for data processing was fully
manual (3 markers) and produced three standard
reports, each based on 10 steps, starting at different
time points, i.e. 5 th , 25 th and 45 th second of recording