Corso Laboratorio Laboratorio di analisi del movimento umano

Transcript

1 Corso Laboratorio Laboratorio di analisi del movimento umano

2 Studio del Movimento Analisi del cammino

3 Analisi quantitativa del movimento Gait Analysis

4 GAIT ANALYSIS ANALISI INTEGRATA MULTIFATTORIALE QUANTITATIVA NON INVASIVA 3D

5 GAIT ANALYSIS Protocolli standard Posizionamento dei marker Modalità della prova Organizzazione dei tracciati Parametri analizzati Normalità

6 Valutazione della cinematica del movimento Dove mettere i marker?

7 Distinguiamo Protocolli Tecnici Protocolli anatomici

8 X, Y, Z

9 Kinematics Trajectories X,Y,Z Velocities Accelerations

10 Marker (on the body surface) Virtual Marker (centre of rotation ) Y g Flexion extension Abdo-adduction External internal rotation X g Z g

11 Protocolli Anatomici Protocollo SAFLO (Frigo, 1998 ) Frigo C, Rabuffetti M, Kerrigan DC, Deming LC, Pedotti A. Functionally oriented and clinically feasible quantitative gait analysis method. Med Biol Eng Comput 1998; 36:

12 Protocolli Anatomici Protocollo SAFLO (Frigo, 1998 )

13 Protocolli Anatomici Protocollo SAFLO (Frigo, 1998 )

14 Protocolli Anatomici Protocollo DAVIS (Davis, 1991 ) Davis RB, Ounpuu S, Tyburski DJ, Gage JR, A gait analysis data collection and reduction technique. Hum. Mov. Sci., vol. 10, pp , 1991

15 Protocolli Anatomici Protocollo DAVIS (Davis, 1991 )

16 Protocolli Anatomici Protocollo DAVIS (Davis, 1991 )

17 Limiti dei protocolli anatomici attualmente utilizzati. Necessità di nuovi protocolli più dettagliati

18 Protocolli tecnici Il protocollo CAST (Calibrated Anatomical System Technique ( Cappozzo et al, 1995)

19 The 3D representation Video 3D report

20 Gait Analysis

21

22 Il ciclo del passo Valori di normalità Stance phase o fase di appoggio: 60% Swing phase o fase di volo : 40%

23 Stance o appoggio Swing o volo

24

25 Suddivisioni della fase di stance(1)

26 Suddivisioni della fase di stance(2)

27 Suddivisioni fase di swing

28 Lunghezza del passo Stridelength = Step Right + Step Left Right step length Left step length [cm]

29 Normalizzazione in base all altezza dell individuo

30 Larghezza del passo Step width [mm]

31 Altre grandezze Cadenza Numero di passi effettuati un un determinato tempo Norm=129 step/min Velocità del cammino Cadenza *lunghezza del passo = Velocità [m/s] Norm=1 m/sec

32 Fase di stance HEEL-STRIKE (INITIAL CONTACT): inizia il ciclo del passo. Il COG assume la posizione più vicina al terreno FOOT-FLAT (LOADING RESPONSE): la pianta del piede è completamente in contatto con il terreno (NORMALI: 0% - 10% gait cycle) HEEL-OFF (TERMINAL STANCE) : il tallone si solleva dal terreno e inizia la fase propulsiva causata dai muscoli posteriori della gamba che flettono la caviglia (NORMALI: 30% - 50% gait cycle) MIDSTANCE: inizia con lo stacco del piede controlaterale. Il COG è direttamente sopra il piede e raggiunge il suo punto più alto (NORMALI: 10% - 30% gait cycle) TOE-OFF (PRESWING): termina la fase di stance e il piede si stacca dal terreno (NORMALI: 50% - 60% gait cycle)

33 Fase di swing INITIAL SWING: l arto si sposta in avanti appena dopo lo stacco del piede; viene impressa all arto un accelerazione nella direzione dell avanzamento NORMALI: 60% - 70% gait cycle) MIDSWING: l arto passa sotto il corpo. L arto controlaterale è in midstance (NORMALI: 70% - 85% gait cycle)

34

35

36 Principali alterazioni dei parametri spazio/temporali VIDEO Pdf

37 Caso clinico Senza tutori Con tutori

38 Senza tutori

39 Con tutori

40 Parametri spazio temporali Come possiamo determinare queste grandezze?? Laboratorio di Analisi del movimento Sistemi indossabili

41 Strumentazione 41 REPORT

42 STRUTTURA SISTEMI OPTOELETTRONICI MARCATORI SENSORI ATTIVI Diodo a Effetto Collaterale PASSIVI Array CCD CMOS

43 SISTEMI INTEGRATI 53 mm 30 g 21 mm 38 mm IN FORMA TRIDIMENSIONALE ACCELERAZIONE LINEARE VELOCITA DI ROTAZIONE ORIENTAMENTO CAMPO GRAVITAZIONALE 5g e 18g fondo scala 300 /sec Risoluzione Angolare 0,05 Movimento strumenti cinematica Accuratezza Statica: < 1

44 ACCELERAZIONE La misura dell accelerazione è una misura derivabile da: spostamento di un sistema del 2 ordine Y y forza inerziale esercitata da una massa Y y m k µ x X Una scelta opportuna di m, k e µ garantisce la validità della relazione a Y y a Y = accelerazione del sistema y = spostamento di m rispetto al sistema m Cella di carico X La cella di carico misura F che è dipendente dalla massa. Eliminata la componente gravitazionale vale F = m a Y x F = forza misurata dalla cella m = massa agente sulla della a Y = accelerazione del sistema

45 ACCELEROMETRI Estensimetri di trazione Massa Estensimetri di compressione Vantaggi: Massa: bassa 1-2 g Frequenza naturale: Hz Risposta in frequenza: Hz misura accelerazioni statiche e dinamiche Svantaggi: range limitato Massa Piezoelettrico Induttivi Vite di precarico Massa: bassa 1-2 g Frequenza naturale: Hz Risposta in frequenza: Hz Vantaggi: range eccellente Svantaggi: limitazioni per l uso in statica Armatura mobile Movimento strumenti cinematica Massa: ridotta (microchip) Frequenza naturale: 6000 Hz Risposta in frequenza: ± 2 g bassa, no impatti Vantaggi: accuratezza accelerazioni bassa frequenza Svantaggi: range limitato

46 Altri sistemi indossabili(contenuto prossime lezioni) G-JUMP/G-WALK (BTS, It)