Методология видеоанализа в диагностике нарушений локомоторной функции у детей с церебральным параличом при использовании ограниченного числа светоотражающих камер (обзор литературы)

Методология видеоанализа в диагностике нарушений локомоторной функции у детей с церебральным параличом при использовании ограниченного числа светоотражающих камер (обзор литературы)

Автор: Аксенов Андрей Юрьевич, Хит Глин, Клишковская Татьяна Алексеевна, Долганова Тамара Игоревна

Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii

Рубрика: Обзор литературы

Статья в выпуске: 1, 2019 года.

Бесплатный доступ

Представлен обзор литературы, касающейся методики проведения клинического видеоанализа походки, которая на сегодняшний день является «золотым» стандартом в диагностике и лечении людей с функциональными нарушениями опорно-двигательного аппарата. По данным литературы сформированы основные рекомендации для исследователей и врачей для проведения клинического анализа ходьбы. Описаны основные модели установки пассивных маркеров, применяемых в клиническом анализе походки пациентов с детским церебральным параличом. Отмечено, что IOR -Модель оптимально подходит для клинического анализа походки у пациента с низкой скоростью ходьбы при минимальной конфигурации системы (6 камер). Описывается методика моделирования Оксфордской стопы (Oxford foot model), которая позволяет детально отразить биомеханику движения различных отделов стопы во время локомоций.

Еще

Видеоанализ, клинический анализ походки, детский церебральный паралич

Короткий адрес: https://sciup.org/142220995

IDR: 142220995   |   DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-1-102-110

Список литературы Методология видеоанализа в диагностике нарушений локомоторной функции у детей с церебральным параличом при использовании ограниченного числа светоотражающих камер (обзор литературы)

  • Theologis T., Stebbins J. The use of gait analysis in the treatment of pediatric foot and ankle disorders//Foot Ankle Clin. 2010. Vol. 15, No 2. P. 365-382 DOI: 10.1016/j.fcl.2010.02.002
  • Efficacy of clinical gait analysis: A systematic review/T.A. Wren, G.E. Gorton 3rd, S. Ounpuu, C.A. Tucker//Gait Posture. 2011. Vol. 34, No 2. P. 149-153 DOI: 10.1016/j.gaitpost.2011.03.027
  • Борзиков В.В. Видеоанализ движений человека в клинической практике (обзор)//Современные технологии в медицине (СТМ J.) 2015. Т. 7, № 4. С. 201-210.
  • Лихачев С.А., Лукашевич В.А. Видеоанализ шагового движения: феноменология визуальной оценки//Международный неврологический журнал. 2012. № 2. С. 178-182.
  • Смирнова И.В., Самсонова Т.В. Функциональная диагностика двигательной патологии в детском возрасте//Детская медицина Северо-Запада. 2012. Т. 3, № 1. С. 36-40.
  • Feng Y., Max L. Accuracy and precision of a custom camera-based system for 2-d and 3-d motion tracking during speech and nonspeech motor tasks//J. Speech Lang. Hear. Res. 2014. Vol. 57, No 2. P. 426-438
  • DOI: 10.1044/2014_JSLHR-S-13-0007
  • Леончук С.С., Чибиров Г.М., Попков Д.А. Коррекция деформации стопы по методике EVANS у ребенка с ДЦП в рамках одномоментного многоуровневого ортопедического вмешательства. Случай из практики//Гений ортопедии. 2016. № 3. С. 77-83.
  • Lee E.H., Goh J.C., Bose K. Value of gait analysis in the assessment of surgery in cerebral palsy//Arch. Phys. Med. Rehabil. 1992. Vol. 73, No 7. P. 642-646.
  • Tugui R.D., Antonescu D. Cerebral palsy gait, clinical importance//Maedica (Buchar). 2013. Vol. 8, No 4. P. 388-393.
  • Armand S., Decoulon G., Bonnefoy-Mazure A. Gait analysis in children with cerebral palsy//EFORT Open Rev. 2016. Vol. 1, No 12. P. 448-460
  • DOI: 10.1302/2058-5241.1.000052
  • The Identification and Treatment of Gait Problems in Cerebral Palsy. 2nd Ed./J.R. Gage, M.H. Schwartz, S.E. Koop, T.F. Novachek, eds. Cambridge UK: Mac Keith Press. 2009. 660 p.
  • Schwartz M.H., Rozumalski A. The Gait Deviation Index: a new comprehensive index of gait pathology//Gait Posture. 2008. Vol. 28, No 3. P. 351-357
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2008.05.001
  • The gait profile score and movement analysis profile/R. Baker, J.L. McGinley, M.H. Schwartz, S. Beynon, A. Rozumalski, H.K. Graham, O. Tirosh//Gait Posture. 2009. Vol. 30, No 3. P. 265-269
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2009.05.020
  • Correlations of the Gait Profile Score and the Movement Analysis Profile relative to clinical judgments/S. Beynon, J.L. McGinley, F. Dobson, R. Baker//Gait Posture. 2010. Vol. 32, No 1. P. 129-132
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2010.01.010
  • Kinematic analysis of a multi-segment foot model for research and clinical applications: a repeatability analysis/M.C. Carson, M.E. Harrington, N. Thompson, J.J. O'Connor, T.N. Theologis//J. Biomech. 2001. Vol. 34, No 10. P. 1299-1307.
  • Research Methods in Biomechanics. 2nd Ed./D. Gordon, E. Robertson, E.G. Caldwell, J. Hamill, G. Kamen, S.N. Whittlesey, eds. Champaign, IL: Human Kinetics. 2014. 440 p.
  • Richards J. The Comprehensive Textbook of Clinical Biomechanics. 2nd Ed. Elsevier. 2018. 384 p.
  • Whittle M. An Introduction to Gait Analysis. 4th Ed. M. Whittle, ed. Butterworth-Heinemann. 2006. 244 p.
  • Perry J., Burnfield J. Gait Analysis: Normal and Pathological Function. New Jersey: SLACK Incorporated. 1992.
  • Winter D.A. Biomechanics and Motor Control of Human Movment. 4th Ed. Wiley. 2009. 384 p.
  • Kirtley C. Clinical Gait Analysis: Theory and Practice. Edinburgh, New York: Elsevier. 2006. 316 p.
  • Анализ движений в коленном суставе в шаговом цикле у юношей и мужчин 17-25 лет/Л.А. Удочкина, О.И. Воронцова, Т.Г. Галушко, Л.А. Гончарова, А.Х. Ахминеева, И.Г.Мазин//Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". 2016. № 4. С. 94-99.
  • Dicharry J. Kinematics and kinetics of gait: from lab to clinic//Clin. Sports Med. 2010. Vol. 29, No 3. P. 347-364
  • DOI: 10.1016/j.csm.2010.03.013
  • Richards J. Biomechanics in Clinic and Research: An interactive teaching and learning course. 1st Ed. Churchill Livingstone. 2008. 232 p.
  • Aksenov A. An investigation into the relationship between rocker sole designs and alteration to lower limb kinetics, kinematics and muscle function during adult gait. Ph.D. Thesis. Salford UK, University of Salford, Centre for Health Research School of Health Sciences, 2014. 390 p.
  • Аксенов А.Ю., Клишковская Т.А. Применение видеоанализа с целью определения оптимальной конструкции обуви для снижения аддукционного момента коленного сустава//Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2017. Т. 5, № 1. С. 45-52.
  • Biomechanics and energetics of walking on uneven terrain/A.S. Voloshina, A.D. Kuo, M.A. Daley, D.P. Ferris//J. Exp. Biol. 2013. Vol. 216, Pt. 21. P. 3963-3970
  • DOI: 10.1242/jeb.081711
  • Shedding light on walking in the dark: the effects of reduced lighting on the gait of older adults with a higher-level gait disorder and controls/A. Kesler, G. Leibovich, T. Herman, L. Gruendlinger, N. Giladi, J.M. Hausdorff//J. Neuroeng. Rehabil. 2005. Vol. 2. P. 27
  • DOI: 10.1186/1743-0003-2-27
  • Kirtley C., Whittle M.W., Jefferson R.J. Influence of walking speed on gait parameters//J. Biomed. Eng. 1985. Vol. 7, No 4. P. 282-288.
  • Chen I.H., Kuo K.N., Andriacchi T.P. The influence of walking speed on mechanical joint power during gait//Gait Posture. 1997. Vol. 6, No 3. P. 171-176.
  • Holden J.P., Chou G., Stanhope S.J. Changes in knee joint function over a wide range of walking speeds//Clin. Biomech. 1997. Vol. 12, No 6. P. 375-382.
  • Waters R.L., Mulroy S. The energy expenditure of normal and pathologic gait//Gait Posture. 1999. Vol. 9, No 3. P. 207-231.
  • Speed dependence of averaged EMG profiles in walking/A.L. Hof, H. Elzinga, W. Gimmius, J.P. Halbertsma//Gait Posture. 2002. Vol. 16, No 1. P. 78-86.
  • Speed related changes in muscle activity from normal to very slow walking speeds/A.R. den Otter, A.C. Geurts, T. Mulder, J. Duysens//Gait Posture. 2004. Vol. 19, No 3. P. 270-278.
  • Van Hedel H.J., Tomatis L., Müller R. Modulation of leg muscle activity and gait kinematics by walking speed and bodyweight unloading//Gait Posture. 2006. Vol. 24, No 1. P. 35-45.
  • Effect of walking speed changes on tibialis anterior EMG during healthy gait for FES envelope design in drop foot correction/C.A. Byrne, D.T. O'Keeffe, A.E. Donnelly, G.M. Lyons//J. Electromyogr. Kinesiol. 2007. Vol. 17, No 5. P. 605-616.
  • Chiu M.C., Wang M.J. The effect of gait speed and gender on perceived exertion, muscle activity, joint motion of lower extremity, ground reaction force and heart rate during normal walking//Gait Posture. 2007. Vol. 25, No 3. P. 385-392
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2006.05.008
  • Stoquart G., Detrembleur C., T. Lejeune. Effect of speed on kinematic, kinetic, electromyographic and energetic reference values during treadmill walking//Neurophysiol. Clin. 2008. Vol. 38, No 2. P. 105-116
  • DOI: 10.1016/j.neucli.2008.02.002
  • Chung M.J., Wang M.J. The change of gait parameters during walking at different percentage of preferred walking speed for healthy adults aged 20-60 years//Gait Posture. 2010. Vol. 31, No 1. P. 131-135
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2009.09.013
  • Sousa A.S., Tavares J.M. Effect of gait speed on muscle activity patterns and magnitude during stance//Motor Control. 2012. Vol. 16, No 4. P. 480-492.
  • Operator Bias Errors Are Reduced Using Standing Marker Alignment Device for Repeated Visit Studies/L. Hutchinson, J.B. Schwartz, A.M. Morton, I.S. Davis, K.J. Deluzio, M.J. Rainbow//J. Biomech. Eng. 2018. Vol. 140, No 4
  • DOI: 10.1115/1.4038358
  • Comparison of surface mounted markers and attachment methods in estimating tibial rotations during walking: an in vivo study/K. Manal, I. McClay, S. Stanhope, J. Richards, B. Galinat//Gait Posture. 2000. Vol. 11, No 1. P. 38-45.
  • Effect of skin movement on the analysis of skeletal knee joint motion during running/C. Reinschmidt, A.J. van den Bogert, B.M. Nigg, A. Lundberg, N. Murphy//J. Biomech. 1997. Vol. 30, No 7. P. 729-732.
  • The accuracy of estimating proximal tibial translation during natural cadence walking: bone vs. skin mounted targets/K. Manal, D.I. McClay, B. Galinat, S. Stanhope//Clin. Biomech. (Bristol, Avon). 2003. Vol. 18, No 2. P. 126-131.
  • A comparison of lower-extremity skeletal kinematics measured using skin-and pin-mounted markers/J. Fuller, L.-J. Liu, M.C. Murphy, R.W. Mann//Human Movement Science (Elsevier). 1997. Vol. 16, No 2-3. P. 219-242. Available at: 10.1016/S0167-9457(96)00053-X
  • DOI: :10.1016/S0167-9457
  • Wachowsky M., Dsouza S., Wirth T. Comparison of gait kinematics in children using the calibration anatomical system technique based model (CAST), Instituti Ortopedici Rizzoli (IOR) model and modified Helen Hayes (MHH) model//Gait Posture. 2015. Vol. 42. P. S98
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2015.06.179
  • Reliability of 3D gait data across multiple laboratories/K. Kaufman, E. Miller, T. Kingsbury, E. Russel Esposito, E. Wolf, J. Wilken, M. Wyatt//Gait Posture. 2016. Vol. 49. P. 375-381
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2016.07.075
  • Noehren B., Manal K., Davis I. Improving between-day kinematic reliability using a marker placement device//J. Orthop. Res. 2010. Vol. 28, No 11. P. 1405-1410
  • DOI: 10.1002/jor.21172
  • Van Sint Jan S. Color Atlas of Skeletal Landmark Definitions. Guidelines for Reproducible Manual and Virtual Palpations. 1st Ed. Edinburgh: Churchill Livingstone. 2007. 208 p.
  • A new anatomically based protocol for gait analysis in children/A. Leardini, Z. Sawacha, G. Paolini, S. Ingrosso, R. Nativo, M.G. Benedetti//Gait Posture. 2007. Vol. 26, No 4. P. 560-571
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2006.12.018
  • Position and orientation in space of bones during movement: anatomical frame definition and determination/A. Cappozzo, F. Catani, U.D. Croce, A. Leardini//Clin. Biomech. (Bristol, Avon). 1995. Vol. 10, No 4. P. 171-178.
  • Multiple anatomical landmark calibration for optimal bone pose estimation/A. Cappello, A. Cappozzo, P.F. la Palombara, L. Lucchettin, A. Leardini//Human Movement Science (Elsevier). 1997. Vol. 16, No 2-3. P. 259-274.
  • Two-dimensional video analysis is comparable to 3D motion capture in lower extremity movement assessment/S.A. Schurr, A.N. Marshall, J.E. Resch, S.A. Saliba//Int. J. Sports Phys. Ther. 2017. Vol. 12, No 2. P. 163-172.
  • A six degrees-of-freedom marker set for gait analysis: repeatability and comparison with a modified Helen Hayes set/T.D. Collins, S.N. Ghoussayni, D.J. Ewins, J.A. Kent//Gait Posture. 2009. Vol. 30, No 2. P. 173-180
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2009.04.004
  • Tabakin D. A comparison of 3D gait models based on the Helen Hayes Hospital marker set. Thesis. University of Cape Town, Department of Human Biology. 2000. Available at: http://hdl.handle.net/11427/3206.
  • A gait analysis data collection and reduction technique/R.B. Davis III, S. Ounpuu, D. Tyburski, J.R. Gage//Human Movement Science. 1991. Vol. 10, No 5. P. 575-587
  • DOI: 10.1016/0167-9457(91)90046-z
  • Intra-rater repeatability of the Oxford foot model in healthy children in different stages of the foot roll over process during gait/D.J. Curtis, J. Bencke, J.A. Stebbins, B. Stansfield//Gait Posture. 2009. Vol. 30, No 1. P. 118-121
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2009.02.013
  • Repeatability of a model for measuring multi-segment foot kinematics in children/J. Stebbins, M. Harrington, N. Thompson, A. Zavatsky, T. Theologis//Gait Posture. 2006. Vol. 23, No 4. P. 401-410
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2005.03.002
  • Repeatability of the Oxford Foot Model in children with foot deformity/J. McCahill, J. Stebbins, B. Koning, J. Harlaar, T. Theologis//Gait Posture. 2018. Vol. 61. P. 86-89
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2017.12.023
  • A novel magnet based 3D printed marker wand as basis for repeated in-shoe multi segment foot analysis: a proof of concept/M. Eerdekens, F. Staes, T. Pilkington, K. Deschamps//J. Foot Ankle Res. 2017. Vol. 10. P. 38
  • DOI: 10.1186/s13047-017-0220-7
  • The feasibility of a modified shoe for multi-segment foot motion analysis: a preliminary study/J. Halstead, A.M. Keenan, G.J. Chapman, A.C. Redmond//J. Foot Ankle Res. 2016. Vol. 9. P. 7
  • DOI: 10.1186/s13047-016-0138-5
  • Differences in tibiocalcaneal kinematics measured with skin-and shoe-mounted markers/J. Sinlair, A. Greenhalgh, P.J. Taylor, C.J. Edmundson, D. Brooks, S.J. Hobbs//Human Movement. 2013. Vol. 14, No 1. P. 64-69.
  • Аксенов А.Ю., Матвеева В.Н., Клишковская Т.А. Сравнение двух методов регистрации кинематики и кинетики голеностопного сустава при использовании видеоанализа//Достижения науки и образования. 2016. №7 (8). С. 10-16.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp