اعتبارسنجی یک سیستم تجزیه و تحلیل حرکت مبتنی بر نشانگر قابل حمل

سیستم Opti_Knee ، یک سیستم ضبط حرکت مبتنی بر نشانگر ، حرکت 6 درجه آزادی (6dof) مفصل زانو را ردیابی و تجزیه و تحلیل می کند. با این حال ، اعتبار سنجی این سیستم راه رفتن قبلاً گزارش نشده بود. هدف از این مطالعه اعتبارسنجی و سیستم بود. دو فرد سالم برای مطالعه استخدام شدند.

مواد و روش ها

6DOF Kinematics از زانو در طول چرخه انعطاف پذیری و سطح پیاده روی سطح زانو توسط Opti_Knee ثبت شد و با آن از سیستم فلوروسکوپی دوپلانار مقایسه شد. میانگین خطای مربع ریشه (RMSE) سینماتیک زانو در چرخه خمشی و پسوند بین این دو سیستم مقایسه شد تا صحت آن را که در آن حرکات اساسی زانو را تشخیص می دهند ، اعتبارسنجی کنند. RMSE سینماتیک در وقایع کلیدی چرخه های راه رفتن (سطح پیاده روی) برای تأیید صحت که در آن سیستم ها حرکت عملکرد زانو را تشخیص می دهند ، مقایسه شد. آزمایش همبستگی پیرسون برای ارزیابی شباهت در روند سینماتیک زانو بین دو سیستم انجام شد.

نتایج

در چرخه های انعطاف پذیر و پسوند ، میانگین دقت ترجمه (RMSE) بین 2. 7 تا 3. 7 میلی متر و میانگین دقت چرخشی بین 1. 7 تا 3. 8 درجه بود. همبستگی پیرسون ضرایب برای چرخه های انعطاف پذیری و انعطاف پذیری بین 0. 858 و 0. 994 برای ترجمه و 0. 995-0. 999 برای زاویه ها بود. در چرخه های راه رفتن ، RMSE های سینماتیک زانو زاویه ای 2. 3 درجه برای افزودن/آدم ربایی ، 3. 2 درجه برای چرخش داخلی/خارجی و 1. 4 درجه برای خم شدن/پسوند بود. RMSE های سینماتیک ترجمه برای ترجمه قدامی/خلفی 4. 2 میلی متر ، 3. 3 میلی متر برای ترجمه دیستال/پروگزیمال و 3. 2 میلی متر برای ترجمه داخلی/جانبی بود. همبستگی پیرسون مقادیر ضرایب بین 964/0 و 0. 999 برای سینماتیک زاویه ای و 0. 883 و 0. 938 برای سینماتیک ترجمه بود.

نتیجه

سیستم Gait Opti_Knee دقت قابل قبولی و قدرت همبستگی قوی در مقایسه با فلوروسکوپی دوپلانار نشان داده است. Opti _knee ممکن است به عنوان یک سیستم بالینی قابل حمل امیدوار کننده برای ارزیابی عملکردی پویا از زانو باشد.

معرفی

تجزیه و تحلیل حرکت مفاصل انسانی اغلب در عمل بالینی ، مانند مناطق ارتوپدی ، پزشکی ورزشی و توانبخشی مورد بررسی قرار گرفته است [1]. داده های سینماتیک مشترک کمی به افراد کمک کرده است تا ویژگی های حرکتی آسیب شناسی و پس از درمان ، مانند کمبود رباط صلیبی قدامی (ACL) و بازسازی ACL را درک کنند [2]. خصوصیات حرکتی متمایز ممکن است به عنوان مبنای علمی برای تشخیص کمک شده و راهنمایی در توانبخشی باشد. سیستم های تجزیه و تحلیل حرکت فعلی نیازهای مختلفی دارند ، مانند فضای بزرگ ، هزینه های سخت افزاری بالا ، اپراتورهای خوب آموزش دیده و زمان آزمایش طولانی ، که کاربرد بالینی آنها را محدود می کند [3،4،5].

به تازگی ، یک سیستم تجزیه و تحلیل حرکت قابل حمل ، Opti_Knee (Innomotion Inc ، Shanghai) ، برای ردیابی و تجزیه و تحلیل حرکت 6DOF مفصل زانو در یک مجموعه بالینی مناسب و کاربر پسند تهیه شده است. خصوصیات سینماتیک بیماریهای زانو به طور گسترده ای با استفاده از این سیستم تجزیه و تحلیل راه رفتن ، مانند کمبود ACL ، آرتروز زانو و سندرم فشار خون عمومی مشترک مورد بررسی قرار گرفته است [6،7،8،9،10]. با این حال ، صحت این سیستم راه رفتن قبلاً تأیید نشده است. با استفاده گسترده از این سیستم ، توجه بیشتری به این موضوع داده شده است. از این رو ، هدف از این مطالعه اعتبارسنجی صحت سیستم OPTI_KNEE است.

تکنیک های فلوروسکوپی دوپلانار قبلاً گزارش شده و تأیید شده است که دارای دقت زیر آب است. گیفارت و همکاران. دریافت که فلوروسکوپی دوپلان دارای تعصب متوسط و دقت 65/0 ± 0. 01 برای چرخش و 0. 01 ± 0. 01 میلی متر برای ترجمه مشترک است [11]. در حال حاضر ، تکنیک فلوروسکوپی دوقطبی به عنوان استاندارد طلا برای تشخیص حرکات مفصل زانو در نظر گرفته می شود. این تکنیک برای اعتبارسنجی صحت سایر تکنیک ها در تعیین حرکات زانو استفاده شده است [12،13،14]. از این رو ، از یک سیستم فلوروسکوپی دوپلانار [15] برای ارزیابی صحت اندازه گیری های سینماتیک زانو از سیستم راه رفتن Opti_Knee استفاده می شود.

مواد و روش ها

مشخصات سیستم و تنظیم آزمایش

از یک سیستم فلوروسکوپی دوپلانار (Innomotion ، Inc. ، شانگهای) برای محاسبه سینماتیک 6DOF زانو برای اعتبارسنجی دقت سیستم Opti_Knee استفاده شد (شکل 1B). از سیستم Gait Opti_Knee برای جمع آوری داده های راه رفتن استفاده شد و از سیستم فلوروسکوپی دوقطبی نیز برای جمع آوری داده ها به طور همزمان استفاده شد. سیستم فلوروسکوپی دوپلانار تصاویر استخوانی چشم انداز را از دو مشاهده ضبط کرده و سینماتیک مفصل را از طریق یک فرآیند تطبیق نیمه اتوماتیک 3D-2D که در جزئیات بسیار خوبی در چندین نشریه شرح داده شده است ، محاسبه می کند [15]. سیستم فلوروسکوپی دوپلانار به عنوان دقیق ترین سیستم غیر تهاجمی در نظر گرفته می شود زیرا نیازی به استفاده از مصنوعات پوستی یا ارزیابی مستقیم از حرکت استخوان ندارد و دارای سطح دقت 0. 3 میلی متر برای ترجمه و 0. 6 درجه برای چرخش است.< SPAN> از یک سیستم فلوروسکوپی دوقطبی (Innomotion ، Inc. ، شانگهای) برای محاسبه سینماتیک 6DOF زانو برای اعتبارسنجی صحت سیستم Opti_Knee استفاده شد (شکل 1B). از سیستم Gait Opti_Knee برای جمع آوری داده های راه رفتن استفاده شد و از سیستم فلوروسکوپی دوقطبی نیز برای جمع آوری داده ها به طور همزمان استفاده شد. سیستم فلوروسکوپی دوپلانار تصاویر استخوانی چشم انداز را از دو مشاهده ضبط کرده و سینماتیک مفصل را از طریق یک فرآیند تطبیق نیمه اتوماتیک 3D-2D که در جزئیات بسیار خوبی در چندین نشریه شرح داده شده است ، محاسبه می کند [15]. سیستم فلوروسکوپی دوپلانار به عنوان دقیق ترین سیستم غیر تهاجمی در نظر گرفته می شود زیرا نیازی به استفاده از مصنوعات پوستی یا ارزیابی مستقیم از حرکت استخوان ندارد و دارای سطح دقت 0. 3 میلی متر برای ترجمه و 0. 6 درجه برای چرخش است. Innomotion ، Inc. ، شانگهای) برای محاسبه سینماتیک 6DOF زانو برای اعتبارسنجی صحت سیستم OPTI_KNEE استفاده شد (شکل 1B). از سیستم Gait Opti_Knee برای جمع آوری داده های راه رفتن استفاده شد و از سیستم فلوروسکوپی دوقطبی نیز برای جمع آوری داده ها به طور همزمان استفاده شد. سیستم فلوروسکوپی دوپلانار تصاویر استخوانی چشم انداز را از دو مشاهده ضبط کرده و سینماتیک مفصل را از طریق یک فرآیند تطبیق نیمه اتوماتیک 3D-2D که در جزئیات بسیار خوبی در چندین نشریه شرح داده شده است ، محاسبه می کند [15]. سیستم فلوروسکوپی دوپلانار به عنوان دقیق ترین سیستم غیر تهاجمی در نظر گرفته می شود زیرا نیازی به استفاده از مصنوعات پوستی یا ارزیابی مستقیم از حرکت استخوان ندارد و دارای سطح دقت 0. 3 میلی متر برای ترجمه و 0. 6 درجه برای چرخش است.

برای ارزیابی صحت سیستم Gait Opti_knee هنگام تشخیص سینماتیک زانو ، از سیستم Gait Opti_knee و سیستم فلوروسکوپی دوپلانار برای ضبط همزمان حرکات زانو در سوژه ها استفاده شد. سیستم OPTI_KNEE (شکل 1A) مبتنی بر فناوری ناوبری جراحی است. دو دوربین با استنباط پر سرعت (Polaris Spectra ، North Digital Inc. ، Waterloo ، Ontario ، Canada) در یک محفظه ادغام شدند تا موقعیت های مکانی سه بعدی دوربین ها را برطرف کنند. این سیستم موقعیت های سه بعدی نقاط را در 60 هرتز ضبط می کند ، با یک میدان دید تقریباً 2 × 2 متر در فاصله بین 2 تا 3 متر. کل نیاز فضای سیستم و منطقه آزمایش حدود 10 متر 2 است. دو فرد سالم (2 مرد ، سن = 0. 7 35 35 ساله ، قد = 2. 1 170 170 سانتی متر ، وزن = 4. 9 ± 70. 5 کیلوگرم ، شاخص توده بدن = 1. 1 ± 1. 1 کیلوگرم در متر 2) در این مطالعه ثبت نام کردند. دو مجموعه نشانگر به ران و براق ثابت شد (شکل 2A). دیجیتایزر برای کالیبراسیون نقاط برجسته استخوان خاص بیمار (به عنوان مثال ، Trochanter عالی (GT) ، اپیکوندیل داخلی (ME) ، اپیکوندیل جانبی (LE) ، فلات تیبیا میانی (MP) ، فلات استخوان درشت ای جانبی (LP) ، ماللوئول میانی (Malleolus میانی (Malleolus) استفاده شد. میلی متر) ، و مالولوس جانبی (LM)) با شرکت کنندگان در حالت ایستاده خنثی (شکل 2B). از موقعیت ایستاده خنثی نیز به عنوان یک مرجع صفر استفاده شد. داده های مربوط به موقعیت مجموعه های نشانگر در حالی که زانو حرکت می کرد جمع آوری شد. نقاط دیدنی استخوانی توسط تنظیم روابط هندسی به دست آمده از موقعیت اولیه محاسبه شد. سینماتیک مفصل زانو 6dof بر اساس سیستم های مختصات محلی استخوان ران و استخوان درشت نی با استفاده از نقاط دیدنی استخوانی محاسبه شد (شکل 2B). میانگین و انحراف استاندارد سینماتیک زانو از تمام چرخه های راه رفتن با استفاده از یک برنامه خودکار محاسبه شد.

فرایندهای تجربی

متداول ترین و ساده ترین حرکت زانو ، انعطاف پذیری است. برای ارزیابی صحت اندازه گیری های سیستم راه رفتن از حرکات اساسی چرخشی و ترجمه ای زانو ، سینماتیک زانو در طول چرخه پسوند و انعطاف پذیری تعیین شد. حرکت کاربردی و مکرر در حال پیاده روی در سطح بود. علاوه بر این ، پیاده روی سطح یک کار حرکتی گسترده بود [7 ، 16،17،18]. از این رو ، صحت سیستم راه رفتن Opti_Knee هنگام تشخیص حرکات عملکردی زانو در سطح پیاده روی با استفاده از سیستم فلوروسکوپی دوپلان تأیید شد.

دو حرکات (انعطاف پذیری ساده و پیاده روی سطح) به طور همزمان توسط هر دو سیستم فلوروسکوپی OPTI_KNEE و دوپلانار ثبت شد (شکل 3). اندازه گیری سینماتیک زانو 6DOF از دو سیستم مقایسه شد. برای چرخه های انعطاف پذیر ساده ، در حالی که روی یک صندلی (1. 2 متر ارتفاع) نشسته است ، افراد زانو را از 0 تا 90 درجه به مدت 30 ثانیه با سرعت خود انتخاب کرده و خم می کنند. میانگین دقت چرخش و دقت ترجمه اندازه گیری چرخه انعطاف پذیری و انعطاف پذیری برای تعیین سطح صحت سیستم راه رفتن OPTI_KNEE هنگام اندازه گیری حرکات زانو مورد بررسی قرار گرفت. برای چرخه های راه رفتن (سطح پیاده روی) ، موضوع با سرعت خود انتخاب شده روی یک تردمیل قدم زد. برای بررسی صحت اندازه گیری های حرکت عملکردی از سیستم Gait Opti_Knee ، سینماتیک زانو از وقایع کلیدی بین دو سیستم ضبط حرکت ، از جمله تماس اولیه (IC ، در 1 ٪ چرخه های راه رفتن) ، پاسخ بار (LR ، AT مقایسه شد. 12 ٪ از چرخه های راه رفتن) ، فاز میانی استنس (MS ، در 31 ٪ از چرخه های راه رفتن) ، انگشت پا (به ، 62 ٪ چرخه های راه رفتن) و حداکثر خم شدن در فاز نوسان (در 76 ٪ از فاز نوسان) [19]تنظیم کلی ، آموزش (حدود 5 دقیقه) و زمان آزمایش (حدود 5 دقیقه) در هر نفر حدود 10 دقیقه طول کشید.

تحلیل آماری

تفاوت های سینماتیک بین سیستم Gait Opti_knee و سیستم فلوروسکوپی دوتایی بر اساس خطای میانگین مربع ریشه (RMSE) [20] با استفاده از Microsoft Office Excel (نسخه 2013 ، مایکروسافت ، ردموند ، WA ، ایالات متحده) اندازه گیری شد. همبستگی های پیرسون دو متغیره برای مقایسه روند شباهت بین دو تکنیک با استفاده از نسخه SPSS 22. 0 (IBM Corp. ، Armonk ، NY ، USA) محاسبه شد. تفسیر ضرایب همبستگی بر اساس دسته های زیر انجام شد: ضعیف (<0.65), moderate (0.65 0.75), good (0.75 0.85), very good (0.85 0.95), and excellent (>0. 95) [21 ، 22].

نتایج

اعتبار سنجی دقت اندازه گیری سینماتیک در چرخه های انعطاف پذیری

دقت سیستم راه رفتن Opti_rknee برای ادوکشن/ربایش چرخه راه رفتن 1. 9 درجه بود. دقت سیستم برای چرخش داخلی/خارجی چرخه راه رفتن 3. 8 درجه است. دقت اندازه گیری های خمش/کشش آن 1. 7 درجه بود. دقت سیستم راه رفتن Opti_knee 3. 3 میلی متر برای ترجمه قدامی/خلفی، 3. 7 میلی متر برای ترجمه دیستال/پرگزیمال و 2. 7 میلی متر برای ترجمه داخلی/جانبی است. همبستگی پیرسون ضرایب DOF های زاویه ای بین 0. 995 و 0. 999 بود که نشان دهنده همبستگی عالی بین دو سیستم ضبط حرکت است. همبستگی پیرسون ضرایب DOFهای انتقالی بین 0. 858 و 0. 994 بود که همبستگی بسیار خوبی را بین دو سیستم ضبط حرکت نشان داد. به طور کلی، سیستم راه رفتن Opti_knee در مقایسه با سیستم فلوروسکوپی دوسطحی به دقت زاویه ای و انتقالی بالا و همبستگی های عالی در تشخیص حرکات پایه زانو (فلکسیون-کشش) دست یافت. جزئیات در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1 دقت کینماتیک زانو تعیین شده توسط سیستم راه رفتن Opti_Knee و سیستم فلوروسکوپی دوسطحی در چرخه های خم شدن - اکستنشن

اعتبارسنجی دقت سینماتیکی در چرخه راه رفتن

دقت سیستم راه رفتن Opti_knee برای ادوکشن/ابداکشن چرخه راه رفتن 2. 3 درجه بود. دقت سیستم برای چرخش داخلی/خارجی چرخه راه رفتن 3. 2 درجه بود. دقت اندازه گیری های خمش/کشش آن 1. 4 درجه بود. دقت سیستم راه رفتن Opti_knee برای ترجمه قدامی / خلفی 4. 2 میلی متر، برای ترجمه دیستال / پروگزیمال 3. 3 میلی متر و برای ترجمه داخلی / جانبی 3. 2 میلی متر بود. همبستگی پیرسون ضرایب DOF های زاویه ای بین 0. 964 و 0. 999 بود که نشان دهنده همبستگی عالی بین دو سیستم ضبط حرکت است. همبستگی پیرسون ضرایب DOFهای انتقالی بین 0. 883 و 0. 938 بود که همبستگی بسیار خوبی را بین دو سیستم ضبط حرکت نشان داد. سیستم راه رفتن Opti_knee در مقایسه با سیستم فلوروسکوپی دوسطحی در DOFهای انتقالی در چرخه راه رفتن به دقت بالا و بسیار خوبی دست یافت. دقت زاویه ای و مقادیر همبستگی بالاتر از دقت ترجمه و همبستگی در چرخه راه رفتن بود.

بحث

با محبوبیت تدریجی سیستم Gait Opti_Knee ، ما به ناچار نیاز خواهیم داشت تا صحت این سیستم راه رفتن را روشن کنیم. سیستم Gait Opti_Knee دقت بالایی را برای هر دو زاویه ای (RMSE: 1. 7-3. 8 درجه) و ترجمه (RMSE: 2. 7-3. 7 میلی متر) DOFS و "بسیار خوب" به "بسیار عالی" (0. 858-0. 999) در مقایسه با سیستم فلورسکوپی دوتایی نشان داد. چرخه خم شدن و انعطاف پذیری (جدول 1). این یافته نشان می دهد که سیستم Gait Opti_Knee از دقت بالایی در تشخیص حرکات اساسی زانو برخوردار است. پیاده روی سطح شایع ترین و کاربردی ترین حرکت زانو است. علاوه بر این ، یافته های ما نشان داد که سیستم GAIT OPTI_KNEE از دقت بالایی برخوردار است (RMSE: 1. 4-3. 2 درجه برای DOF های زاویه ای ، 3. 2-4. 2 میلی متر برای DOF های ترجمه) و همبستگی مثبت قوی (0. 964-0. 999 ، عالی برای DOF های زاویه ای ؛ 0. 883-0. 938 ،. برای DOF های ترجمه بسیار مناسب) در سطح پیاده روی (چرخه راه رفتن) در مقایسه با سیستم فلوروسکوپی دوپلانار. این یافته ها نشان می دهد که صحت سیستم در مقایسه با سایر سیستم های تجزیه و تحلیل حرکت مبتنی بر نشانگر قابل قبول است [13 ، 23،24،25].

سیستم های ضبط حرکت مبتنی بر نشانگر در حال حاضر متداول ترین روش هایی هستند که برای تعیین سینماتیک تیبیوفمورال استفاده می شوند. با توجه به RMSE سیستم ضبط حرکت مبتنی بر نشانگر ، حرکت مصنوعات پوستی همیشه یک مشکل ذاتی است ، به خصوص در حرکت ترجمه. در مقایسه با تکنیک های فلوروسکوپی ، گزارش شده است که ترجمه مصنوع پوست بین 10 تا 30 میلی متر حرکت نسبی در سیستم ضبط حرکت مبتنی بر نشانگر است [14]. با این حال ، نتایج ما نشان داد که سیستم GAIT OPTI_KNEE از دقت بالایی برخوردار است (RMSE: 1. 4-3. 2 درجه برای DOF های زاویه ای ، 3. 2-4. 2 میلی متر برای DOF ترجمه). صحت سیستم Gait Opti_Knee بیشتر بود که قبلاً گزارش شده بود [13 ، 23،24،25]. این می تواند مربوط به پیشرفت در تکنیک های ضبط حرکت باشد. خطاهای ردیابی سیستم راه رفتن را می توان به طور عمده به دو بخش تقسیم کرد ، توانایی سیستم های ردیابی در تشخیص حرکت و مصنوعات بافت نرم. دقت سیستم ردیابی (طیف NDI Polaris) مورد استفاده در سیستم Gait Opti_Knee [7] 0. 3 میلی متر بود [26]. از این رو ، پیشرفت در توانایی ردیابی می تواند افزایش دقت سیستم راه رفتن Opti_Knee را هنگام تعیین سینماتیک زانو توضیح دهد.

این یافته ها حاکی از "بسیار خوب" (0. 883-0. 938 برای DOF های ترجمه) و "عالی" (0. 964-0. 999 برای DOF های زاویه ای) بین سیستم راه رفتن Opti_knee و سیستم فلوروسکوپی دوتایی است (جدول 2). این در کاربرد بالینی سیستم های راه رفتن معنی دار و از اهمیت بالایی برخوردار است. در حقیقت ، از صحبت کردن در مورد خطاهای اندازه گیری بین سیستم Gait Opti_knee و سیستم فلوروسکوپی دوقطبی ، می توانیم این دو تکنیک را با دو مقیاس بالینی مقایسه کنیم ، مانند کمیته بین المللی اسناد زانو (IKDC) و مقیاس Lysholm برای آسیب زانو [27] یا زانو آمریکایینمره جامعه (AKS) و انتاریو غربی دانشگاه های استئوآرتریت دانشگاه (WOMAC) برای استئوآرتریت زانو [28]. اگرچه محتوای این مقیاس ها متفاوت است ، اما اهداف اصلی آنها ارزیابی توانایی های عملکردی بیماران است. اگر یکی از مقیاس ها به عنوان استاندارد طلا در ارزیابی برخی بیماری ها در نظر گرفته می شد و مقیاس دیگر با مقیاس "استاندارد طلا" مؤثر و بسیار مرتبط بود ، از نظر بالینی ، هر دو مقیاس می توانند با داشتن یک اثر یکسان در آن رفتار کنندارزیابی بیماری ها [29 ، 30]. از این رو ، تا حدی ، یافته های این مطالعه نشان می دهد که سیستم راه رفتن Opti_Knee توانایی های مشابهی با سیستم فلوروسکوپی دوپلانار در ارزیابی سینماتیک زانو دارد. به عنوان مثال ، بیماران مبتلا به کمبود ACL با استفاده از سیستم فلوروسکوپی دوپلانار ، ترجمه تیبیال را افزایش داده اند [31 ، 32]. سیستم های ضبط حرکت مبتنی بر نشانگر همچنین می تواند برای شناسایی افزایش ترجمه تیبیال قدامی در بیماران مبتلا به کمبود ACL استفاده شود [7 ، 33].

جدول 2 دقت سینماتیک زانو تعیین شده توسط سیستم Gait Opti_knee و سیستم فلوروسکوپی دوپلانار در چرخه های راه رفتن

سیستم قابل حمل OPTI_KNEE دارای مزایای نیازهای کوچک فضایی ، دوستی کاربر و زمان آزمایش کوتاه است. با استفاده از سخت افزار ناوبری جراحی ، دقت سیستم با سیستم های تجزیه و تحلیل حرکت معمولی قابل مقایسه است. میانگین دقت ترجمه (RMSE) 3. 6 میلی متر بود و دقت چرخشی در پیاده روی سطح 2. 3 درجه بود. این مطالعه همچنین همبستگی بسیار خوبی به عالی (0. 83-0. 999) از ارزیابی عملکرد پویا زانو بین سیستم راه رفتن Opti_Knee و سیستم فلوروسکوپی دوپلانار را نشان داد. محدودیت هایی در سیستم Gait Opti_Knee وجود دارد. در مرحله اول ، یکی از محدودیت های سیستم ، دیدگاه نسبتاً کوچک آن است که هنوز هم برای ارزیابی سینماتیک یک مفصل در یک مجموعه بالینی به خوبی برنامه ریزی شده کافی است. ثانیا ، اگرچه دقت سیستم Gait Opti_knee به اندازه کافی برای ارزیابی بالینی سینماتیک زانو برای شناسایی بیماری های زانو به اندازه کافی بالا بود ، به دلیل مصنوعات بافت نرم ذاتی ، فقط می تواند برای برخی از "(به عنوان مثال ، نه راهنمایی دقیق) فراهم کند". موقعیت های دست نخورده ، به ویژه روشهای جراحی و آزمایشات بیومکانیکی مبتنی بر حرکت دست نخورده. این شرایط برای درمان بیماران یا بازگرداندن حرکات دست نخورده حداقل به دقت زیر آب نیاز دارد. برای خلاص شدن از مصنوعات بافت نرم باید از نشانگرهای پین استخوان (تهاجمی) استفاده شود [24 ، 34]. سیستم Gait Opti _knee ممکن است به عنوان یک سیستم بالینی قابل حمل امیدوار کننده برای ارزیابی های پویا و عملکردی زانو باشد.

نتیجه

درجه بالایی از دقت برای اندازه گیری چرخش و ترجمه و نقاط قوت همبستگی عالی (زاویه) در سیستم راه رفتن OPTI_KNEE در مقایسه با سیستم های فلوروسکوپی دوپلانار به دست آمد. بنابراین ، سیستم راه رفتن OPTI_KNEE می تواند دقت قابل قبولی را برای تعیین بالینی سینماتیک زانو فراهم کند.

در دسترس بودن داده ها و مواد

مجموعه داده های مورد استفاده یا تجزیه و تحلیل در طول مطالعه حاضر از نویسنده مربوطه در صورت درخواست معقول در دسترس است.

مخفف

خطای مربع میانگین ریشه

شش درجه آزادی

رباط صلیبی قدامی

فلات تیبیا داخلی

فلات تیبیا جانبی

کمیته بین المللی مستندات زانو

نمره انجمن زانو در آمریکا

شاخص استئوآرتریت دانشگاه های غربی انتاریو و مک مستر

منابع

1. Lu TW ، Lin HC ، Hsu HC. تأثیر مهاربندی عملکردی بر روی سینتیک زانوهای جنجالی صلیبی قدامی در طول پیاده روی سطح. Clin Biomech (بریستول ، ایوان). 2006 ؛ 21 (5): 517 24. ArticleCasgoogle Scholar
2. Lam MH ، Fong DT ، Yung PS ، Ho EP ، Fung KY ، Chan KM. پایداری چرخشی زانو در حین حرکت محوری پس از بازسازی رباط صلیبی قدامی آناتومیک قدامی ترمیم می شود. Am J Sports Med. 2011 ؛ 39 (5): 1032-8. https://doi. org/10. 1177/0363546510394430. ArticlePubmedGoogle Scholar
3. Parks M ، Chien JH ، Siu KC. توسعه سیستم ضبط حرکت موبایل (MO2CA) برای برنامه های نظامی آینده. Mil Med. 2019 ؛ 184 (عرضه 1): 65-71. https://doi. org/10. 1093/milmed/usy312. ArticlePubmedGoogle Scholar
4. Belyea BC ، Lewis E ، Gabor Z ، Jackson J ، King DL. اعتبار و اعتبار داخل رحمی تجزیه و تحلیل حرکت 2 بعدی با استفاده از یک قرص دستی در مقایسه با آنالیز حرکت 3 بعدی سنتی. J Sport Rehabil. 2015 ؛ 24 (4): 2014-0194. Articlegoogle Scholar
5. Maykut JN ، Taylor-Haas JA ، Pateo MV ، Dicesare CA ، Ford KR. روایی همزمان و پایایی تجزیه و تحلیل سینماتیک 2D از حرکت هواپیمای فرونتال در هنگام دویدن. Int J Sports Phys Ther. 2015 ؛ 10 (2): 136-46. PubMedpubmed CentralGoogle Scholar
6. Zhang Y ، Yao Z ، Wang S ، Huang W ، Ma L ، Huang H ، et al. تجزیه و تحلیل حرکت زانوهای طبیعی چینی در طول راه رفتن بر اساس یک سیستم قابل حمل جدید. وضعیت راه رفتن2015 ؛ 41 (3): 763-8. https://doi. org/10. 1016/j. gaitpost. 2015. 01. 020. ArticlePubmedGoogle Scholar
7. Zhang Y ، Huang W ، Yao Z ، Ma L ، Lin Z ، Wang S ، et al. صدمات رباط صلیبی قدامی ، سینماتیک زانوها را با یا بدون کمبود منیسک تغییر می دهد. Am J Sports Med. 2016 ؛ 44 (12): 3132-9. https://doi. org/10. 1177/0363546516658026. ArticlePubmedGoogle Scholar
8. Zhong G ، Zeng X ، Xie Y ، Lai J ، Wu J ، Xu H ، et al. شیوع و خصوصیات پویا از بیش از حد مشترک مشترک در دانشجویان. وضعیت راه رفتن2021 ؛ 84: 254 9. https://doi. org/10. 1016/j. gaitpost. 2020. 12. 002. ArticlePubmedGoogle Scholar
9. Zeng X ، Ma L ، Lin Z ، Huang W ، Huang Z ، Zhang Y ، et al. رابطه بین نمره Kellgren-Lawrence و تجزیه و تحلیل راه رفتن سینماتیک سه بعدی بیماران مبتلا به آرتروز زانو داخلی با استفاده از یک سیستم راه رفتن جدید. Sci Rep. 2017 ؛ 7 (1): 4080. https://doi. org/10. 1038/S41598-017-04390-5. ArticlePubmedPubmed CentralCasgoogle Scholar
10. Tian F ، Li N ، Zheng Z ، Huang Q ، Zhu T ، Li Q ، et al. اثرات ماراتن در حال اجرا بر سینماتیک سه بعدی زانو در هنگام پیاده روی و دویدن در دوندگان تفریحی. وضعیت راه رفتن2020 ؛ 75: 72-7. https://doi. org/10. 1016/j. gaitpost. 2019. 08. 009. ArticlePubmedGoogle Scholar
11. Giphart JE ، Zirker CA ، Myers CA ، Pennington WW ، Laprade RF. دقت یک تکنیک فلوروسکوپی دوتایی مبتنی بر کانتور برای ردیابی سینماتیک مفصل زانو با سرعت های مختلف. J Biomech. 2012 ؛ 45 (16): 2935-8. https://doi. org/10. 1016/j. jbiomech. 2012. 08. 045. ArticlePubmedGoogle Scholar
12. Miranda DL ، Rainbow MJ ، Crisco JJ ، Fleming BC. تفاوت های سینماتیک بین ضبط حرکت نوری و ویدئورادیوگرافی دوقطبی در طول مانور پرش. J Biomech. 2013 ؛ 46 (3): 567-73. https://doi. org/10. 1016/j. jbiomech. 2012. 09. 023. ArticlePubmedGoogle Scholar
13. Li K ، Zheng L ، Tashman S ، Zhang X. عدم دقت سینماتیک تیبوفمورال مشتق شده از مدل اندازه گیری شده. J Biomech. 2012 ؛ 45 (15): 2719-23. https://doi. org/10. 1016/j. jbiomech. 2012. 08. 007. ArticlePubmedPubmed CentralGoogle Scholar
14. Hume Dr ، Kefala V ، MD Harris ، Shelbue KB. مقایسه سینماتیک زانو مبتنی بر نشانگر و استریو در فعالیت های زندگی روزمره. Ann Biomed Eng. 2018 ؛ 46 (11): 1806-15. https://doi. org/10. 1007/S10439-018-2068-9. ArticlePubmedPubmed CentralGoogle Scholar
15. Wang S ، Passias P ، Li G ، Li G ، Wood K. اندازه گیری سینماتیک مهره با استفاده از اعتبار و کاربرد روش تطبیق تصویر غیر تهاجمی. ستون فقرات (Phila Pa 1976). 2008 ؛ 33 (11): E355-61. https://doi. org/10. 1097/brs. 0b013e3181715295. Articlegoogle Scholar
16. Haddas R ، Villarreal J ، Lieberman IH. مقایسه سینماتیک استفاده از میله های پیاده روی در مقابل یک واکر نورد در هنگام راه رفتن در بیماران مبتلا به اسکولیوز دژنراتیو بزرگسالان. تغییر شکل ستون فقرات. 2020 ؛ 8 (4): 717 23. https://doi. org/10. 1007/S43390-020-00084-7. ArticlePubmedGoogle Scholar
17. زمستان ، D. A. خم شدن زانو در حین موضع به عنوان تعیین کننده راه رفتن ناکارآمد. Phys Ther1983 ؛63 (3): 331-3 ، 333 ، doi: https://doi. org/10. 1093/ptj/63. 3. 331.
18. Queen RM ، Campbell JC ، Schmitt D. Analysis نشان می دهد که آرتروپلاستی باسن کل تولید برق در لگن را در طول پیاده روی و صعود از پله ها افزایش می دهد. Clin Orthop RET Res. 2019 ؛ 477 (8): 1839-47. https://doi. org/10. 1097/corr. 00000000000809. ArticlePubmedPubmed CentralGoogle Scholar
19. پری ، J. و J. M. Bufield ، تجزیه و تحلیل Gait: عملکرد طبیعی و پاتولوژیک. چاپ دوم. 2010 ، Thorofare ، NJ: Slack. XVI ، 551 ص.
20. Niswander W ، Wang W ، Kontson K. بهینه سازی قرار دادن سنسور IMU برای اندازه گیری سینماتیک مفصل اندام تحتانی. سنسورها (بازل). 2020 ؛ 20 (21): 5993. Articlegoogle Scholar
21. Nuesch C ، Roos E ، Pagenstert G ، Mundermann A. اندازه گیری سینماتیک مشترک پیاده روی و دویدن تردمیل: مقایسه بین یک سیستم مبتنی بر سنسور اینرسی و یک سیستم مبتنی بر دوربین. J Biomech. 2017 ؛ 57: 32-8. https://doi. org/10. 1016/j. jbiomech. 2017. 03. 015. ArticlePubmedGoogle Scholar
22. KAYAALP ME ، AGRES AN ، Reichmann J ، Bashkuev M ، Duda GN ، Becker R. اعتبار سنجی یک دستگاه جدید برای نظارت بر زانو از بیماران ارتوپدی. سنسورها (بازل). 2019 ؛ 19 (23): 5193. Articlegoogle Scholar
23. Benoit DL ، Ramsey DK ، Lamontagne M ، Xu L ، Wretenberg P ، Renstrom P. تأثیر مصنوعات حرکت پوست بر سینماتیک زانو در طول راه رفتن و حرکات برش در داخل بدن اندازه گیری می شود. وضعیت راه رفتن2006 ؛ 24 (2): 152-64. https://doi. org/10. 1016/j. gaitpost. 2005. 04. 012. ArticlePubmedGoogle Scholar
24. Reinschmidt C ، Van Den Bogert AJ ، Nigg BM ، Lundberg A ، Murphy N. تأثیر حرکت پوست بر تجزیه و تحلیل حرکت مفصل زانو در هنگام دویدن. J Biomech. 1997 ؛ 30 (7): 729-32. https://doi. org/10. 1016/s0021-9290(97)00001-8. ArticlePubmedCasgoogle Scholar
25. Stagni R ، Fantozzi S ، Cappello A ، Leardini A. کمیت مصنوعات بافت نرم در تجزیه و تحلیل حرکت با ترکیب فلوروسکوپی سه بعدی و استریوفوتوگرامتری: یک مطالعه در مورد دو موضوع. Clin Biomech (بریستول ، ایوان). 2005 ؛ 20 (3): 320-9. Articlegoogle Scholar
26. Elfring R ، de la Fuente M ، Radermacher K. ارزیابی دقت محلی سازی نوری برای سیستم های جراحی به کمک رایانه. COMPUTE AESIDED SURG. 2010 ؛ 15 (1-3): 1 12. https://doi. org/10. 3109/10929081003647239. ArticlePubmedGoogle Scholar
27. Ra HJ ، Kim HS ، Choi JY ، Ha JK ، Kim JY ، Kim JG. مقایسه اثر سقف در نمره Lysholm و نمره ذهنی IKDC برای ارزیابی نتیجه عملکردی پس از بازسازی ACL. زانو2014 ؛ 21 (5): 906-10. https://doi. org/10. 1016/j. knee. 2014. 06. 004. ArticlePubmedGoogle Scholar
28. Pollard B ، Johnston M ، Dieppe P. ابزارهای نتیجه سلامت استئوآرتریت چیست؟اختلال ، محدودیت فعالیت یا محدودیت مشارکت؟j روماتول. 2006 ؛ 33 (4): 757-63. محقق PubMedgoogle
29. Arrebola LS ، Campos TVO ، Smith T ، Pereira AL ، Pinfildi CE. ترجمه ، سازگاری متقابل فرهنگی و اعتبارسنجی نمره ناپایداری Norwich Patellar برای استفاده در پرتغالی برزیلی. Sao Paulo Med J. 2019 ؛ 137 (2): 148-54. https://doi. org/10. 1590/1516-3180. 2018. 0393280119. ArticlePubmedGoogle Scholar
30. Sueyoshi T ، Emoto G ، Yato T. همبستگی بین نمره ارزیابی عددی ارزیابی تک و نمره Lysholm در بیماران آرتروپلاستی زانو کل اولیه. امروز آرتروپلاست. 2018 ؛ 4 (1): 99-102. https://doi. org/10. 1016/j. artd. 2017. 09. 004. ArticlePubmedGoogle Scholar
31. Miyaji T ، Gamada K ، Kidera K ، Ikuta F ، Yoneta K ، Shindo H ، et al. in vivo kinematics از زانو کمبود صلیب قدامی در طول چمباتمه ای بر پایه با استفاده از یک تکنیک ثبت نام 2D/3D. J Sports Sci Med. 2012 ؛ 11 (4): 695-702. PubMedpubmed CentralGoogle Scholar
32. Murayama T ، Sato T ، Watanabe S ، Kobayashi K ، Tanifuji O ، Mochizuki T ، et al. تجزیه و تحلیل حرکت پویا در داخل بدن سه بعدی زانوهای کمبود رباط صلیبی قدامی در حین چمباتمه زدن با استفاده از محور مرکز هندسی استخوان ران. J Orthop Sci. 2016 ؛ 21 (2): 159-65. https://doi. org/10. 1016/j. jos. 2015. 11. 001. ArticlePubmedGoogle Scholar
33. Yim JH ، Seon JK ، Kim YK ، ST Jung ، Shin CS ، Yang DH ، et al. ترجمه قدامی و پایداری چرخشی زانوهای کمبود رباط قدامی در هنگام راه رفتن: سرعت و جهت چرخش. J Orthop Sci. 2015 ؛ 20 (1): 155-62. https://doi. org/10. 1007/s00776-014-0672-6. ArticlePubmedGoogle Scholar
34. Mok KM ، Fong DT ، Krosshaug T ، Hung AS ، Yung PS ، Chan KM. یک تکنیک تجزیه و تحلیل حرکت با تصویر مبتنی بر مدل مچ پا. وضعیت راه رفتن2011 ؛ 34 (1): 71-5. https://doi. org/10. 1016/j. gaitpost. 2011. 03. 014. ArticlePubmedGoogle Scholar

سپاسگزاریها

ما می خواهیم از داوطلبانی که در این مطالعه شرکت کرده اند تشکر کنیم

منابع مالی

این کار توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین (81972126) ، پروژه ملی تحقیق و توسعه کلیدی (شماره 2018YFF0300504) ، پروژه ساخت بیمارستان سطح بالا (شماره کمک مالی KJ012019100) پشتیبانی شد.

اطلاعات نویسنده

1. Shaobai Wang ، Xiaolong Zeng و Liang Huangfu به طور مساوی در این کار نقش دارند.

نویسندگان و وابستگی ها

1. گروه کینزیولوژی ، دانشگاه ورزش شانگهای ، شانگهای ، چین شابای وانگ و لیانگ هوانگفو
2. گروه ارتوپدی ، بیمارستان مردم استانی گوانگدونگ ، آکادمی علوم پزشکی گوانگدونگ ، گوانگژو ، 510000 ، گوانگدونگ ، چین شیائولونگ زنگ ، لیمین MA ، ونها هوانگ و یو ژانگ
3. دانشکده پزشکی ، دانشگاه فناوری چین جنوبی ، گوانگژو ، 510006 ، چین شیائولونگ زنگ
4. کالج پزشکی دانشگاه شانتو ، شانتو ، 515041 ، چین ژنیان شی

1. شابای وانگ