basal bevægelseslære

              

                 Links
             
 -Download software til analyse: http://www.ifrontiers.com/         LÆS MERE her
               -Cortland Biomechanics http://www.cortland.edu/esss/biomechanics/
                   John A. Mercer, Ph.D. Assistant Professor of Biomechanics

                   - http://www.unlv.edu/faculty/jmercer/index.html

                se også afsnittet om kvantitativ bevægelsesanalyse her
 
 
Videoanalyse
    - af Lars Henrik Larsen  
  Det lyder umiddelbart banalt overhovedet at lave beskrivelse af hvordan man skal videoptage, men der er mange faldgruber der kan undgås hvis forberedelsen til analysen er i orden. Først og fremmest skal det selvfølgelig overvejes om optagelsens tekniske kvalitet skal anvendes til specielle formål som kræver mere avanceret udstyr - eksempelvis er dele af fx kaste- eller sparkebevægelser så hurtige, at de bliver unuancerede med optagelse af simple videokameraer. I sådanne tilfælde anvendes highspeed-kameraer; til almindelig klinisk brug er almindelige kameraer dog rigeligt. Når der tales om 'speed' i relation til kameraer, er det antallet af 'billeder' (frames) der optages pr. sekund der er afgørende (Herz (HZ) eller frames-per-second).  
 


   Gode råd til videooptagelse
 
  1.  Tænk hele optagelsen igennem og overvej målet med optagelsen
            - bevæger mediet sig fx 'ud af billedet'
            -er fuld kropsoptagelse nok eller skal der fokuseres på dele af kroppen?
            -hvilke(t) plan skal optages?

    2. Stil kameraet op
            - vinkelret på det plan der skal optages (skrå vinkler giver fejlagtige
               måleforhold ved bevægelse)
            - check lysforhold (modlys giver silhouet, medlys kan give skygger...)
            - obs afstanden til det der skal optages

    3. Lav videooptagelsen
            - overvej hvordan situationen laves mest realistisk
            - lav optagelsen lang nok til en fornuftig analyse (ved fx gang eller andre
              cykliske bevægelser er det en god ide at lave minimum 20-60 sek.
              optagelse)

   4. Check optagelsen
            - lav den om hvis den ikke er god nok!
            - overvej hvilke parametre der spiller ind på resultatet?
                - hvordan får du det bedste 'billede' af den reelle bevægelse (validitet)
                - hvordan sikrer du dig bedst muligt at optagelsen ikke er en tilfældig
                  situation og evt. kan genskabes af dig eller andre (reliabilitet)
 

 

 
 
 

Vidste du?
 
De fleste standardvideokameraer er på 25 Hz mens fx 3-D kameraer typisk er på 50-
  400 Hz og specialkameraer på op til flere 1000 Hz. Hvis der laves analyser ved for lav
  frekvens forsvinder nuancerne - fx vil en hurtig    rotations-bevægelse ved et kast måske
  slet ikke ses, da den ligger 'mellem' 2 frames...
 

  Vidste du?
  At begreberne validitet og reliabilitet er typiske begreber til at beskrive kvaliteten
  af målemetoder...
  Ifølge
http://www.aschehougsleksikon.dk kan de tolkes som skrevet til højre.

 

validictet
(latin): retskraft, retsgyldighed eller blot gyldighed, bl.a. gyldighed i forbindelse med test af enhver art. Høj eller lav validitet betegner testens evne til at måle det, der ønskes målt. F.eks. har mundtlige eksamener meget lav validitet, da det altid kun er en meget lille del af det stof, der opgives, man kontrolleres i.

reliabilitet (engelsk): en videnskabelig metodes pålidelighed ved gentagne målinger af det samme fænomen. Hvis ens resultater opnås hver gang, siges metoden at have meget høj reliabilitet.
 
 
 

 

Bevægelsesanalyse - eksempel

Funktion
Rejse sig fra en stol, gå hen til en trappe og gå op af trappen.

Delfunktioner

  1. Rejse sig fra stolen
  2. gang til trappen
  3. gang op ad trappen
 

 

Opdelingen af funktionen i delfunktioner er en praktisk foranstaltning for at anskueliggøre bevægelsen bedre – der er ingen opskrift på hvordan denne opdeling gøres. I ovenstående tilfælde er det gjort fra et rent funktionelt perspektiv, men de enkelte delfunktioner kan igen deles. Fx kan at rejse sig deles i 2 delfaser ud fra en analyse af energiforbruget, da første del af funktionen hos raske mennesker igangsættes af sekundære muskler omkring ankler og overekstremitet, mens anden del primært udføres af de store lårmuskler.

 
 


Delfunktionen ’rejse sig fra stolen’ udvælges til beskrivelse:
 

     
 

Udgangsstilling
Siddende på stol med 90° flexion i fodled, knæled og hofteled. Columna og overekstremiteternes led er i neutralstilling.

  • Fodled: bevæges fra neutral til dorsalflexion ca. 20° og tilbage til neutralstilling
  • Knæled: bevæges fra 90° flexion til lidt øget flexion og extenderes herefter til 0°
  • Hofteled:  bevæges fra 90° flexion til øget flexion ca. 110 ° og extenderes herefter til 0°
  • Columna: bevæges fra neutralstilling til 45° flexion og extenderes herefter til 0°
  • Overekstremiteterne indgår kun sekundært i delfunktion med flexion ca. 30° i initialfasen og extenderes herefter til 0°

 

 


Bevægelsen kan nu beskrives på flere måder, afhængig af hvilken struktur der er mest anvendelig i netop denne sammenhæng. Eksempelvis kan rækkefølgen være styret af kronologien eller af leddene. Hvis kronologien er styrende, ser vi på bevægelsen ud fra en tidslinje og ridser rækkefølgen af bevægelserne op – i dette tilfælde ville den første del af bevægelsen starte med dorsal-fleksion i fodleddene, efterfulgt af flexion i skulderleddene.

I andre sammenhænge er det mere logisk og overskueligt at ridse leddene op systematisk – fx i retningen caudal – cranial. Den metode vælges i eksemplet til venstre.

I princippet skal en bevægelsesbeskrivelse være så udført og gennemført at andre skal kunne lave bevægelsen blot ved at læse beskrivelsen – i praksis bliver det besværligt med mere komplekse bevægelser (tag fx funktionen at løbe hen til en bold og sparke et indersidespark!)  og derfor er billeder eller tændstiksfigurer en praktisk ting at tilføje!

 
 

 

Det bliver nu tydeligt hvordan denne struktur er med til at give et godt overblik – men til gengæld er den ikke med til at give et godt indtryk af bevægelsen! Det kunne en kronologisk beskrivelse hjælpe bedre til; i nedenstående eksempel tilføjes endvidere planer: 

 

 

 
     
 

 

·       Fodleddene dorsalflekteres ca. 20° (sagittalplanet) samtidig med at armene svinges fremad ved flexion ca. 30° i skulderleddene (sagittalplanet) med let flekterede albuer.

·       Kroppen flyttes fremad gennem flexion af hoften fra 90° til 110° (sagittalplanet) og samtidig flexion af columna fra 0° til 45° (sagittalplanet). Fodleddet dorsalflekteres samtidig ca. 20° (sagittalplanet) mens knæene flekteres fra 90° til 110° (sagittalplanet)

·       Overekstremiteterne sænkes til 0° flexion (sagittalplanet) og knæ, hofter og columna extenderes til 0° (sagittalplanet)

 

 

 

 

I ’Motor Control’ (Shumway-Cook et Wollacott 2000) er der skrevet en del om bevægelsesstrategier, da det er primære fokus for en del af den nyere forskning og teorier i relation til bevægelse. I ovenstående eksempel er der anvendt en strategi som er kendetegnet ved 2 primære strategier. For det første anvendes armene til at igangsætte bevægelse med et sving; hos fx ældre eller patienter med svag muskulatur ses ofte en strategi hvor armene bruges til et skub mod den stol man sidder på eller et skub mod knæ/lår for at udvikle ekstra kraft. For det andet stoppes bevægelsen når mediet har rejst sig op; i mange tilfælde tages første skridt imens bevægelsen med at rejse sig er i gang (man kunne sig forskellen mellem at rejse sig for at gå ó at rejse sig for at stå). Disse strategier er ikke fastlagte løsninger på bevægelser, men karakteristiske mønstre som vi alle bruger i én eller anden grad. Når Shumway-Cook og Wollacott (Ibid 2000) bruger termerne ankel- hofte og afværgestrategier, er det på baggrund af analyse af mange menneskers typiske bevægemønstre som er afdækket gennem forskning med fokus på hvordan mennesker holder balancen. Disse mønstre skal betragtes som typer, da nærmere analyser altid vil vise at der er individuelle forskelle.

 

 
 

Efter beskrivelsen af bevægelsen er det tid til at fokusere nærmere på de enkelte parametre i analysen. Det kunne fx være muskelarbejdet, formålet med de enkelte dele af bevægelsen eller strategier til løsning af bevægelsesopgaven.

Lad os vende blikket mod muskelarbejdet og tage udgangspunkt i den kronologiske metode igen - her er muskelarbejdet tilføjet med rødt.
 

 
 

·       Fodleddene dorsalflekteres ca. 20° (koncentrisk kontraktion i fodens dorsalflexorer i sagittalplanet) samtidig med at armene svinges fremad ved flexion ca. 30° i skulderleddene (koncentrisk kontraktion af skulderens flexorer i sagittalplanet) med let flekterede albuer.

·       Kroppen flyttes fremad gennem flexion af hoften fra 90° til 110° (først koncentrisk kontraktion af kroppens flexorer og hofteflexorer, herefter excentrisk kontraktion af ryggens og hoftens extensormuskler i sagittalplanet) og samtidig flexion af columna fra 0° til 45° (sagittalplanet). Fodleddet dorsalflekteres samtidig ca. 20° (excentrisk kontraktion i fodens plantarflexorer i sagittalplanet) mens knæene flekteres fra 90° til 110° (excentrisk kontraktion i knæe-extensorerne i sagittalplanet)

·       Overekstremiteterne sænkes til 0° flexion (excentrisk kontraktion af skulderens flexorer i sagittalplanet) og knæ, hofter og columna extenderes til 0° (koncentrisk kontraktion af hhv. sagittalplanet)

 

 

 


Igen viser beskrivelsen at der hurtigt bliver mange parametre der skal inddrages og dermed meget tekst der bliver inddraget. Samtidig simplificeres de komplekse bevægelser til tegneserielignende opdelinger i 'frames', da beskrivelsen af bevægelsen laves på samme måde som beskrivelse af ændringen fra 1 frame til en anden. Som nævnt i indledningen er denne metode tilstrækkelig i mange sammenhænge, men det bør fortsat overvejes hvor detaljeret beskrivelse der er nødvendig. Desuden kan en mere skematisk tilgang som i nedenstående eksempel være med til at give et godt overblik.
 

 

Tilbage til forsiden
 

 Software
 
                 
 

V1home 2.0

               
 

 V1home 2.0 er et genialt stykke software til visuel
 videoanalyse. Programmet er gratis i en basis-
 version og kan downloades
her

 

 

 

     
           
         
 

V1home 2.0 - mini-manual
  af Lars Henrik Larsen

     
 


V1Home er et program der kan anvendes til videoanalyse. I princippet kan alt video afspilles fra videokameraet og hvis det er digitalt optaget, selvfølgelig også fra PC, men med dette program får du lidt flere muligheder - se figurerne til højre.

Programmet kan downloades fra http://www.ifrontiers.com/ i en gratis version der indeholder de basale funktioner. Opgradering til fuld version koster 125-150 Dkr og du får nu mulighed for at lave bla. split-screen og sammenligne 2 videoklip eller fx snuppe 2 frames fra samme video og sammenline dem - se figuren herunder. Andre funktioner i programmet kan du se i tabellen herunder; og efter at have prøvet gratis versionen, vurderer de fleste hurtigt at de ekstra funktioner i den fulde version er næsten uundværlige til klinisk analyse af bevægelse!

I grove træk gi´r funktionerne sig selv ud fra samme principper som videokameraer og desuden er alt windowsbaseret og der findes en udmærket hjælpefunktion i programmet.

Kontakt Lars Henrik for yderligere information - og se links til flere gratis programmer på www.netfysioterapi.dk

        Fig. eksempler på features i V1Home 2.0
 
Features i V1home 2.0
  Gratis version Fuld version
Visning 2 video splitscreen - +
Capture fra fil + +
Capture fra kamera + +
Spol frem 1 frame ad gangen + +
Tegn på skærm + +
Slow trinløst - +
Lægge gennemsigtig klip oven på video - +
Spejlvende billedet - +
Download modelvideoer - +

Fig. Lars Henriks analyse af løber på splitscreen med 2 frames
           
           


 

  Kvantitativ bevægelsesanalyse
-af Lars Henrik Larsen
 
     
 

Kompleks kvantitativ bevægelsesanalyse ligge uden for det regi der arbejdes med på fysioterapeutuddannelsen. Der bliver dog arbejdet med grundlæggende metoder, men de mere komplekse som fx 3-D analyse af bevægelse vil ikke blive inddraget. På Center for Sansemotorisk Institut på Ålborg Universitet (daglig tale kaldet SMI) laves sådanne komplekse analyser til forskning af bla. Uffe Læssøe, der er underviser på fysioterapeutuddannelsen.

Nedenfor ses et billede fra SMI´s laboratorie, derunder et billede fra 3-D optagelse af Lars Henriks gang i et laboratorie på Queen Margaret University i Edinburgh, hvor Lars Henrik studerer. Til højre ses et andet eksempel på brug af markører (de små hvide refleks-bolde) under løb.
Markørerne optages af en række kameraer og data behandles i PC´ere og giver komplekse analysemuligheder af bevægelser som fx kurver over segmenternes bevægelser eller leddenes bevægeudslag som vist på graferne under billerderne.
 

 
 

SMI
Laboratoriet til bevægelsesanalyse - i øverste højre hjørne ses et specialkamera til 3-D analyse. Der er ialt 8 kameraer, der til sammen laver data til analyse i PC

 

 

 

Queen Margaret University
Set-up til ganganalyse hvor markører er sat på Lars Henriks ben efter en standardopsætning der passer til systemet på universitetet.

 

Laboratorie analyse
Set-up til ganganalyse hvor markørerne er sat direkte på huden med selvklæbende tape. Markørerne opfanges af kameraerne der tilsammen analyserer markørernes indbyrdes bevægelser. På den måde bliver markørerne repræsentanter for det underliggende væv og bevægelser mellem markørerne kan beregnes som bevægelser i rummet (spatial bevægelse).

 
 

Fig. Data fra 3-D analyse der viser de angulære bevægelser i leddene

 
 


Fig. Data fra 3-D analyse der viser momenter omkring leddene

 
 

motion capture video of human gait
Fig. 2-D repræsentation af set-up fra 3-D laboratorie der viser markørernes bevægelser gennem en række frames.

Se sjovt eksempel på     http://www.frontiernet.net/~imaging/gait_model.html  hvor du selv kan styre figuren.
 

 
-forsiden-

Copyright © Lars Henrik Larsen 2008